KR20180105220A - 센서 마그넷, 회전자, 전동기, 및 공기 조화기 - Google Patents

센서 마그넷, 회전자, 전동기, 및 공기 조화기 Download PDF

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Abstract

센서 마그넷(25)은, 제1 극성의 자극을 포함하는 제1 자극부(251)와, 제2 극성의 자극을 포함하는 제2 자극부(252)와, 제1 자극부(251)와 제2 자극부(252) 사이에 형성된 극간부(253)를 구비한다. 극간부(253)의 폭(L3)은, 제1 자극부(251)의 폭(L1) 및 제2 자극부(252)의 폭(L2)의 어느 것보다도 크다.

Description

센서 마그넷, 회전자, 전동기, 및 공기 조화기
본 발명은, 센서 마그넷, 회전자, 전동기, 및 공기 조화기에 관한 것이다.
일반적으로, 회전자, 철심, 고정자, 및 축받이 등을 구비하는 모터(예를 들면, 브러시레스 모터)는, 철심이 권회된 권선에의 통전이 제어됨에 의해, 모터의 동작(회전자의 회전)이 제어된다. 예를 들면, 회전자의 회전을 최적으로 제어하기 위해, 주자극부(主磁極部)의 단면(端面)에 위치 검출용 자극부를 배치하여, 주자극부의 회전에 수반하여 회전하는 위치 검출용 자극부의 자극(N극 및 S극)의 위치를 검출하는 자기 센서를 탑재한 모터가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이 모터는, 자기 센서가 위치 검출용 자극부의 자극 위치를 검출함에 의해, 주자극부의 회전 위치(위상)에 대해 최적의 타이밍에서 권선에 통전되어, 회전자의 회전이 제어된다.
특허 문헌 1 : 특개2002-78309호 공보
그렇지만, 지름 방향의 폭이, 원주 방향에 따라 균일한 센서 마그넷은, 극간(極間) 부근에서의 자계 변화가 완만하기 때문에, 사용하는 자기 센서의 감도 등에 의해 검출 정밀도(출력 특성)에 개체차(個體差)가 생기는 일이 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 자기 센서의 검출 정밀도의 개체차가 저감되는 센서 마그넷, 회전자, 전동기, 및 공기 조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 센서 마그넷은, 제1 극성의 자극을 포함하는 제1 자극부와, 제2 극성의 자극을 포함하는 제2 자극부와, 상기 제1 자극부와 상기 제2 자극부 사이에 형성된 극간부(極間部)를 구비하고, 상기 제1 자극부, 상기 극간부, 및 상기 제2 자극부는, 축선을 중심으로 하는 원주 방향으로 배열되어 있고, 지름 방향에서의 상기 극간부의 폭이, 지름 방향에서의 상기 제1 자극부의 폭 및 지름 방향에서의 상기 제2 자극부의 폭의 어느 것보다도 크다.
본 발명의 회전자는, 회전축과, 상기 회전축에 고정된 회전자 요크와, 센서 마그넷을 구비하고, 상기 센서 마그넷은, 제1 극성의 자극을 포함하는 제1 자극부와, 제2 극성의 자극을 포함하는 제2 자극부와, 상기 제1 자극부와 상기 제2 자극부 사이에 형성된 극간부를 구비하고, 상기 제1 자극부, 상기 극간부, 및 상기 제2 자극부는, 축선을 중심으로 하는 원주 방향으로 배열되어 있고, 지름 방향에서의 상기 극간부의 폭이, 지름 방향에서의 상기 제1 자극부의 폭 및 지름 방향에서의 상기 제2 자극부의 폭의 어느 것보다도 크다.
본 발명의 전동기는, 고정자와, 상기 고정자의 내부에 배치된 회전자와, 상기 회전자의 회전 위치를 검출하는 자기 센서를 구비하고, 상기 회전자는, 회전축과, 상기 회전축에 고정된 회전자 요크와, 상기 자기 센서에 대향하는 위치에 배치된 센서 마그넷을 가지며, 상기 센서 마그넷은, 제1 극성의 자극을 포함하는 제1 자극부와, 제2 극성의 자극을 포함하는 제2 자극부와, 상기 제1 자극부와 상기 제2 자극부 사이에 형성된 극간부를 구비하고, 상기 제1 자극부, 상기 극간부, 및 상기 제2 자극부는, 축선을 중심으로 하는 원주 방향으로 배열되어 있고, 지름 방향에서의 상기 극간부의 폭이, 지름 방향에서의 상기 제1 자극부의 폭 및 지름 방향에서의 상기 제2 자극부의 폭의 어느 것보다도 크다.
본 발명의 공조 조화기는, 실외기와, 상기 실외기에 접속된 실내기와 상기 실외기 및 상기 실내기의 적어도 일방에 탑재된 전동기를 구비하고, 상기 전동기는, 고정자와, 상기 고정자의 내부에 배치된 회전자와, 상기 회전자의 회전 위치를 검출하는 자기 센서를 구비하고, 상기 회전자는, 회전축과, 상기 회전축에 고정된 회전자 요크와, 상기 자기 센서에 대향하는 위치에 배치된 센서 마그넷을 가지며, 상기 센서 마그넷은, 제1 극성의 자극을 포함하는 제1 자극부와, 제2 극성의 자극을 포함하는 제2 자극부와, 상기 제1 자극부와 상기 제2 자극부 사이에 형성된 극간부를 구비하고, 상기 제1 자극부, 상기 극간부, 및 상기 제2 자극부는, 축선을 중심으로 하는 원주 방향으로 배열되어 있고, 지름 방향에서의 상기 극간부의 폭이, 지름 방향에서의 상기 제1 자극부의 폭 및 지름 방향에서의 상기 제2 자극부의 폭의 어느 것보다도 크다.
본 발명에 의하면, 센서 마그넷과 함께 사용되는 자기 센서의 검출 정밀도의 개체차를 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷을 구비한 모터의 구조를 개략적으로 도시하는 부분 단면도.
도 2는 모터의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 3은 회전자의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 4는 서로 다른 출력 특성을 갖는 2개의 자기 센서에 각각 유입되는 자계 강도와 자기 센서 출력치와의 관계를 도시하는 도면.
도 5는 센서 마그넷의 겉면의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 6은 센서 마그넷의 이면의 구조를 개략적으로 도시하는 하면도.
도 7은 센서 마그넷의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 8은 센서 마그넷의 회전각(전기각)과 센서 마그넷에서 발생하는 자계 강도와의 관계를 도시하는 도면.
도 9는 제1 자극부의 내주면의 양단이 이루는 중심각, 및 제2 자극부의 내주면의 양단이 이루는 중심각을 도시하는 도면.
도 10은 자기 센서와 센서 마그넷과의 위치 관계를 도시하는 도면.
도 11은 변형례 1에 관한 센서 마그넷의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 12는 변형례 1에 관한 센서 마그넷의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 13(a)는, 변형례 2에 관한 센서 마그넷의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도, (b)는, (a)에 도시되는 센서 마그넷의 C1-C1선에 따른 절단면의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 14는 변형례 3에 관한 센서 마그넷의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 15(a)는, 변형례 4에 관한 센서 마그넷의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도, (b)는, (a)에 도시되는 센서 마그넷의 C2-C2선에 따른 절단면의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 16은 변형례 4에 관한 센서 마그넷을 구비한 회전자의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 17은 변형례 5에 관한 센서 마그넷의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 18은 비교례에 관한 센서 마그넷의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 19는 센서 마그넷의 회전각과 자기 센서에 입력되는 자계 강도와의 관계의 한 예를 도시하는 도면.
도 20(a)는, 도 13(a)에 도시되는 센서 마그넷의 C1-C1선에 따른 절단면의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도, (b)는, 비교례로서의 센서 마그넷으로부터 금형을 떼어내는 동작을 도시하는 도면, (c)는, 변형례 2에 관한 센서 마그넷으로부터 금형을 떼어내는 동작을 도시하는 도면.
도 21은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화기의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
실시의 형태 1.
본 실시의 형태를, 도면을 이용하여 설명한다. 각 도면에 도시되는 xy 직교 좌표계에서, x축방향은, 모터(1)(전동기)의 회전축(21)의 축선(A0)과 평행한 방향(이하, 「축선의 방향」 또는 「축선 방향」이라고 칭한다.)을 나타내고, y축방향은, x축방향에 직교하는 방향을 나타내고, 축방향은, x축방향 및 y축방향의 양쪽에 직교하는 방향을 나타낸다.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)을 구비한 모터(1)의 구조를 개략적으로 도시하는 부분 단면도이다.
도 2는, 모터(1)의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
모터(1)는, 회전자(2)와, 고정자(3)와, 회로 실장 기판(4)과, 자기 센서(5)와, 브래킷(6)을 구비한다. 모터(1)는, 예를 들면, 영구자석 동기 모터이다.
도 3은, 회전자(2)의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
회전자(2)는, 회전축(21)과, 회전자 요크로서의 백 요크(22)와, 메인 마그넷(23)과, 제1의 베어링(부하측 베어링)(24a)과, 제2의 베어링(반부하측 베어링)(24b)과, 센서 마그넷(25)을 갖는다. 회전자(2)는, 고정자(3)의 내부에 배치되어 있다.
회전축(21)은, 축선(A0)을 회전 중심으로 하여 제1의 베어링(24a) 및 제2의 베어링(24b)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.
백 요크(22)는, 회전축(21)에 고정되어 있다. 백 요크(22)는, 예를 들면, 페라이트 또는 전자강판에 의해 구성되어 있다.
메인 마그넷(23)은, 백 요크(22)의 외주에 구비되어 있다. 메인 마그넷(23)은, 예를 들면, 페라이트 자석 또는 희토류 자석에 의해 형성되어 있다.
제1의 베어링(24a)은, 모터(1)의 부하측에서 고정자(3)의 내부에 고정되어 있다. 제2의 베어링(24b)은, 모터(1)의 반부하측에서 고정자(3)의 내부에 고정되어 있다. 제1의 베어링(24a) 및 제2의 베어링(24b)은, 회전축(21)을 회전 가능하게 지지한다.
고정자(3)는, 전자강판이 적층된 고정자 철심(31)과, 고정자 철심(31)의 티스에 도선이 권회(卷回)된 코일(32)과, 고정자 철심(31)과 코일(32)을 절연하기 위한 인슐레이터(33)를 갖는다. 고정자(3)는, 예를 들면, 불포화 폴리에스테르 등의 열가소성 수지(몰드 수지)로 형성된다. 고정자(3)의 내부에는, 공극을 통하여 회전자(2)가 삽입되어 있다. 고정자(3)의 부하측의 개구부에는 브래킷(6)이 압입되고, 제1의 베어링(24a)이 고정되어 있다.
회로 실장 기판(4)은, 고정자(3)의 반부하측에 부착되어 있고, 회로 실장 기판(4)상에 자기 센서(5)가 실장되어 있다. 회로 실장 기판(4)은, 모터(1)의 외부 또는 내부에 구비된 모터 제어 회로에 커넥터를 통하여 접속되어 있다.
자기 센서(5)는, 센서 마그넷(25)의 회전 위치를 검출함에 의해, 회전자(2)의 회전 위치를 검출한다. 자기 센서(5)는, 센서 마그넷(25)에서 발생하는 자속이 유입하는 위치(검출 위치)에 고정되어 있다. 모터 제어 회로는, 자기 센서(5)에 의한 검출 결과(예를 들면, 자극 위치)를 이용하여 고정자(3)의 코일에 흐르는 전류를 제어함에 의해, 회전자(2)의 회전을 제어한다.
자기 센서(5)는, 자기 센서(5)에 유입되는 자계(자계 강도)의 변화에 의거하여, 센서 마그넷(25)(백 요크(22) 및 메인 마그넷(23))의 자극의 위치(위상)를 검출한다. 본 실시의 형태에서는, 센서 마그넷(25)의 원주 방향(회전 방향)에서 자계 방향이 변하는 타이밍(후술하는 극간(253a) 부근의 위치)이 자극 위치(극간 위치)의 판별 대상이다. 센서 마그넷(25)은, 후술하는 바와 같이, 원주 방향으로 N극 및 S극이 교대로 배열되어 있기 때문에, 자기 센서(5)가, 복수의 극간 중의 특정한 극간(즉, 적어도 1개소의 극간)을 주기적으로 검출함에 의해, 회전 방향에서의 각 자극의 위치(회전자(2)의 회전각 및 위상)가 파악 가능하다.
도 4는, 서로 다른 출력 특성을 갖는 2개의 자기 센서(제1 및 제2의 자기 센서)에 각각 유입되는 자계 강도(H)(홀 IC(집적 회로) 입력 자계)와 자기 센서 출력치(Vout)(홀 IC 출력)와의 관계를 도시하는 도면이다. 도 4에 도시되는 그래프의 횡축은, 제1 및 제2의 자기 센서에 유입되는 자계 강도(H)(입력 자계)[N/Wb](N극과 S극 사이의 자계 강도)를 나타내고, 종축은, 자기 센서의 출력 신호(전압)(Vout)[V]를 나타낸다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 제1 및 제2의 자기 센서는, 예를 들면, 신호(V1)[V] 또는 신호(V2)[V]의 2치(値)(신호)를 출력한다. 한 예로서, 제1의 자기 센서의 출력 특성에 관해 설명한다. 예를 들면, 제1의 자기 센서가 센서 마그넷(25)의 N극측부터 S극측을 향하여 자계(자계 강도)를 검출하는 경우, 제1의 자기 센서가 센서 마그넷(25)으로부터 N극측의 자계를 검출하면, 신호(V1)[V]를 출력한다. 제1의 자기 센서에 유입되는 자계가 변화하여, 제1의 자기 센서가 센서 마그넷(25)으로부터 S극측의 자계(자계 강도(H1))를 검출하면, 신호(V2)[V]를 출력한다. 마찬가지로, 제1의 자기 센서가 센서 마그넷(25)의 S극측부터 N극측을 향하여 자계(자계 강도)를 검출하는 경우, 제1의 자기 센서가 센서 마그넷(25)으로부터 S극측의 자계를 검출하면, 신호(V2)[V]를 출력한다. 제1의 자기 센서에 유입되는 자계가 변화여, 제1의 자기 센서가 센서 마그넷(25)으로부터 N극측의 자계(자계 강도(H2))를 검출하면, 신호(V1)[V]를 출력한다.
다른 예로서, 제2의 자기 센서의 출력 특성에 관해 설명한다. 예를 들면, 제2의 자기 센서가 센서 마그넷(25)의 N극측부터 S극측을 향하여 자계(자계 강도)를 검출하는 경우, 제2의 자기 센서가 센서 마그넷(25)으로부터 N극측의 자계를 검출하면, 신호(V1)[V]를 출력한다. 제2의 자기 센서에 유입되는 자계가 변화여, 제2의 자기 센서가 센서 마그넷(25)으로부터 S극측의 자계(자계 강도(H'1))를 검출하면, 신호(V2)[V]를 출력한다. 마찬가지로, 제2의 자기 센서가 센서 마그넷(25)의 S극측부터 N극측을 향하여 자계(자계 강도)를 검출하는 경우, 제2의 자기 센서가 센서 마그넷(25)으로부터 S극측의 자계를 검출하면, 신호(V2)[V]를 출력한다. 제2의 자기 센서에 유입되는 자계가 변화여, 제2의 자기 센서가 센서 마그넷(25)으로부터 N극측의 자계(자계 강도(H'2))를 검출하면, 신호(V1)[V]를 출력한다.
따라서 도 4에 도시되는 바와 같이, 자기 센서의 출력 신호는, 자기 센서에 유입하는 자계 방향이 전환된 타이밍(극간의 위치)에서 순식간에 전환되지 않는 경우가 있다. 또한, 자기 센서의 고체(固體)에 따라, 출력 특성이 다른 경우가 있기 때문에(예를 들면, H'1와 H1와의 차), 사용하는 자기 센서(5)에 의해서는, 모터 제어의 오차에 의한, 모터 효율의 저하 또는 모터 회전시의 소음을 야기하는 경우가 있다.
다음에, 센서 마그넷(25)의 구조에 관해 상세히 설명한다.
도 5는, 센서 마그넷(25)의 겉면의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 6은, 센서 마그넷(25)의 이면의 구조를 개략적으로 도시하는 하면도이다.
도 7은, 센서 마그넷(25)의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 5 및 7에 도시되는 점선은, 제1 자극부(251), 극간부(253), 및 제2 자극부(252)의 경계를 나타낸다.
센서 마그넷(25)은, 회전자(2)의 반부하측에서, 자기 센서(5)에 대향하는 위치에 고정되어 있다. 센서 마그넷(25)은, 축선(A0)과 평행한 방향으로 자장(磁場) 배향되도록 착자되어 있고, 센서 마그넷(25)에서 발생하는 자속이 자기 센서(5)에 유입한다. 메인 마그넷(23)은, 메인 마그넷(23)의 지름 방향(센서 마그넷(25)의 지름 방향)으로 자장 배향되어 있기 때문에, 센서 마그넷(25)의 자장 배향과 다르다. 센서 마그넷(25)의 극수와 메인 마그넷(23)의 극수는 동일하다. 센서 마그넷(25) 및 메인 마그넷(23)의 원주 방향에서의 자극의 위치가 서로 일치하도록, 센서 마그넷(25)과 메인 마그넷(23)이 서로 위치 결정되어 있다.
센서 마그넷(25)은, 제1 자극부(251)와, 제2 자극부(252)와, 자극 사이의 부분인 극간부(253)를 갖는다. 제1 자극부(251), 극간부(253), 및 제2 자극부(252)는, 센서 마그넷(25)의 축선을 중심으로 하는 원주 방향으로 배열되어 있다. 구체적으로는, 제1 자극부(251) 및 제2 자극부(252)는, 센서 마그넷(25)의 원주 방향으로 극간부(253)를 끼우고 교대로 배열되어 있다. 따라서 본 실시의 형태에서는, 센서 마그넷(25)은, 복수의 제1 자극부(251)와, 복수의 제2 자극부(252)와, 복수의 극간부(253)를 갖는다. 환언하면, 복수의 제1 자극부(251), 복수의 제2 자극부(252), 및 복수의 극간부(253)는, 원환형상(링형상)으로 일체화되어 있다. 제1 자극부(251)의 각각의 구조는, 서로 같다. 제2 자극부(252)의 각각의 구조는, 서로 같다. 극간부(253)의 각각의 구조는, 서로 같다. 제1 자극부(251), 극간부(253), 및 제2 자극부(252)의 배열 관계는, 축선(A0)을 중심으로 하는 원주 방향에서 동일한 것이 바람직하다.
본 실시의 형태에서는, 센서 마그넷(25)은, 축선(A0)을 회전 중심으로 하는 원반 형상이다. 예를 들면, 센서 마그넷(25)의 제1 자극부(251)(제2 자극부(252))에서의 외경과, 센서 마그넷(25)의 극간부(253)에서의 외경이, 같은 것이 바람직하다. 환언하면, 제1 자극부(251)(제2 자극부(252))에서의 외주와, 극간부(253)에서의 외주가, 동일원상에 위치하는 것이 바람직하다. 단, 센서 마그넷(25)의 형상은, 원반 형상으로 한정되지 않는다.
센서 마그넷(25)에는, 관통구멍(255)이 형성되어 있고, 관통구멍(255)에 회전축(21)이 삽통된다. 즉, 센서 마그넷(25)은, 관통구멍(255)에 회전축(21)이 삽통된 상태에서, 백 요크(22)의 반부하측의 단부(端部)에 고정된다. 센서 마그넷(25)의 내측에는, 오목부(256)가 형성되어 있다.
제1 자극부(251)는, 제1 극성(N극성)의 자극(251a)(N극)과, 피검출면(251b)(제1의 피검출면)을 갖는다. 피검출면(251b)은, 제1 자극부(251) 내의 축선 방향에서의 단면(端面)이다. 환언하면, 피검출면(251b)은, 제1 자극부(251) 내의 자기 센서(5)에 대향하는 부분이다. 폭(L1)은, 제1 자극부(251)에서의 센서 마그넷(25)의 지름 방향의 제1 자극부(251)의 폭이다. 예를 들면, 폭(L1)은, 자극(251a)을 포함하는 피검출면(251b)에서의 센서 마그넷(25)의 지름 방향의 제1 자극부(251)의 폭이다.
제2 자극부(252)는, 제2 극성(S극성)의 자극(252a)(S극)과, 피검출면(252b)(제2의 피검출면)을 갖는다. 피검출면(252b)은, 제2 자극부(252) 내의 축선 방향에서의 단면이다. 환언하면, 피검출면(252b)은, 제2 자극부(252) 내의 자기 센서(5)에 대향하는 부분이다. 폭(L2)은, 제2 자극부(252)에서의 센서 마그넷(25)의 지름 방향의 제2 자극부(252)의 폭이다. 예를 들면, 폭(L2)은, 자극(252a)을 포함하는 피검출면(252b)에서의 센서 마그넷(25)의 지름 방향의 제2 자극부(252)의 폭이다. 센서 마그넷(25)은, 자극(251a 및 252a)이 동일원상에 위치하도록 착자되어 있다.
본 출원에서, 자극(251a 및 252a)의 각각을, 극중심이라고도 칭한다.
극간부(253)는, 제1 자극부(251)와 제2 자극부(252) 사이에 형성되어 있다. 극간부(253)는, 극간(253a), 피검출면(253b)(제3의 피검출면), 및 돌출부분(253c)(제1의 돌출부분)을 갖는다. 극간(253a)은, N극성과 S극성과의 경계(자계 방향이 변화한 위치)이다. 피검출면(253b)은, 극간부(253) 내의 축선 방향에서의 단면이다. 환언하면, 피검출면(253b)은, 극간부(253) 내의 자기 센서(5)에 대향하는 부분이다. 폭(L3)은, 극간부(253)에서의 센서 마그넷(25)의 지름 방향의 극간부(253)의 폭이다. 예를 들면, 폭(L3)은, 극간(253a)을 포함하는 피검출면(253b)에서의 센서 마그넷(25)의 지름 방향의 극간부(253)의 폭이다. 돌출부분(253c)은, 극간부(253)에서의 센서 마그넷(25)의 지름 방향의 내향으로 돌출한 부분이다. 구체적으로는, 돌출부분(253c)은, 인접하는 제1 자극부(251)에서의 내주면 및 제2 자극부(252)에서의 내주면의 어느 것보다도 센서 마그넷(25)의 내측(센서 마그넷(25)의 내경측)을 향하여 돌출한 부분이다.
본 실시의 형태에서는, 폭(L3)은, 폭(L1 및 L2)의 어느 것보다도 크다. 폭(L3)은, 폭(L1)의 1.5배보다도 큰 것이 바람직하다. 마찬가지로, 폭(L3)은, 폭(L2)의 1.5배보다도 큰 것이 바람직하다. 본 실시의 형태에서는, 폭(L1)과 폭(L2)은, 서로 동등하지만, 달라도 좋다.
극간부(253)의 피검출면(253b)의 면적은, 제1 자극부(251)의 피검출면(251b)의 면적 및 제2 자극부(252)의 피검출면(252b)의 면적의 어느 것보다도 크다. 단, 극간부(253)의 피검출면(253b)의 표면적은, 피검출면(251b 및 252b)의 어느 하나의 표면적보다 커도 좋다.
도 8은, 센서 마그넷(25)의 회전각(전기각(θ))과 센서 마그넷(25)에서 발생하는 자계 강도(자기 센서(5)에 유입하는 자계 강도)와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 9는, 제1 자극부(251)의 내주면의 양단(兩端)(경계 위치(P11 및 P12))이 이루는 중심각(θ1), 및 제2 자극부(252)의 내주면의 양단(경계 위치(P21 및 P22))이 이루는 중심각(θ2)을 도시하는 도면이다.
극간(253a) 부근의 자계 강도의 변화를 가파르게 하기 위해서는, 극간부(253)의 원주 방향에서의 폭을 충분히 확보할 필요가 있다. 도 8에 도시되는 바와 같이, 센서 마그넷(25)에서의 자계 강도가 강한 범위(중심각(θ1) 및 θ2)를, 자극부(제1 자극부(251) 및 제2 자극부)로 하고, 다른 범위를 극간부(253)로서 구성되어 있는 것이 바람직하다.
따라서 도 9에 도시되는 바와 같이, 제1 자극부(251)에서의 경계 위치(P11 및 P12) 사이의 내주가 축선(A0)을 중심으로 하여 원주 방향으로 이루는 중심각(θ1)(전기각)이, 0°<θ1<115°를 충족시키는 것이 바람직하다. 경계 위치(P11 및 P12)는, 제1 자극부(251)에서의 내주면의 양측의 극간부(253)의 경계 위치이다. 중심각(θ1)을 기계각에 의해 나타내는 경우, 극수(자극(251a 및 252a)의 총수)가 10극인 본 실시의 형태에 관한 센서 마그넷(25)에서는, 중심각(θ1)(기계각)은, 0°<θ1<23°를 충족시키는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 제2 자극부(252)에서의 경계 위치(P21 및 P22) 사이의 내주가 축선(A0)을 중심으로 하여 원주 방향으로 이루는 중심각(θ2)(전기각)이, 0°<θ2<115°를 충족시키는 것이 바람직하다. 경계 위치(P21 및 P22)는, 제2 자극부(252)에서의 내주면의 양측의 극간부(253)의 경계 위치이다. 중심각(θ2)을 기계각에 의해 나타내는 경우, 극수(자극(251a 및 252a)의 총수)가 10극인 본 실시의 형태에 관한 센서 마그넷(25)에서는, 중심각(θ2)(기계각)은, 0°<θ2<23°를 충족시키는 것이 바람직하다.
도 10은, 자기 센서(5)와 센서 마그넷(25)의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
자기 센서(5)는, 고정자(3)(구체적으로는, 회로 실장 기판(4))에 실장될 때에 미리 설정된 위치로부터 어긋난 위치에 실장되는 일(실장 오차)이 있다. 그때문에, 실장 오차에 의한 검출 오차(자극 위치 검출 오차)를 저감하기 위해, 센서 마그넷(25)으로부터의 입력 자계가 강한 범위에서 가증한 한 외측(센서 마그넷(25)의 외경측)에 피검출면(251b, 252b, 및 253b)이 위치하는 것이 바람직하다. 단, 센서 마그넷(25)의 외측에는, 고정자(3)의 코일(32) 및 티스 등이 배치되어 있기 때문에, 이들과 센서 마그넷(25)이 접촉하지 않도록, 센서 마그넷(25)이 구성되어 있을 필요가 있다.
자기 센서(5)는, 제1 자극부(251) 내의, 폭(L1)의 중심 위치(P13)보다도 내측의 영역에 대향하고, 또한 센서 마그넷(25)으로부터 이간하도록 고정자(3)에 고정되어 있다. 환언하면, 자기 센서(5)는, 센서 마그넷(25)의, 도 10의 점선으로 도시되는 원보다도 내측의 영역에 대향하는 위치에 배치되어 있다. 또한, 자기 센서(5)는, 제2 자극부(252) 내의, 폭(L2)의 중심 위치(P23)보다도 내측의 영역에 대향하고, 또한 센서 마그넷(25)으로부터 이간하도록 고정자(3)에 고정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 도 10에 도시되는 바와 같이, 피검출면(251b, 252b, 및 253b)이 축선(A0)을 중심으로 하는 원주 방향에서 연속하는 영역에, 자기 센서(5)가 대향하는 것이 바람직하다.
변형례 1.
도 11은, 변형례 1에 관한 센서 마그넷(25a)의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 12는, 센서 마그넷(25a)의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
변형례 1에 관한 센서 마그넷(25a)은, 돌출부분(예를 들면, 극간부(253)의 돌출부분(253c)에 상당하는 부분)을 갖지 않는 인접부로서의 극간부(254)(제2의 극간부)를 갖는 점에서, 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)과 다르고, 기타의 점은, 센서 마그넷(25)과 같다.
센서 마그넷(25a)은, 복수의 극간부(극간부(253 및 254))를 가지며, 복수의 극간부중, 적어도 하나 이상(1 또는 복수)의 극간부가 돌출부분(253c)을 갖는 극간부(253)라면 좋다. 인접부로서의 극간부(254)는, 자극부(251) 및 자극부(252)의 적어도 어느 하나에 인접한다. 즉, 제1 자극부(251)와 제2 자극부(252) 사이에 극간부(254)가 구비되어 있다. 변형례 1에 관한 센서 마그넷(25a)에서는, 돌출부분(253c)을 갖는 극간부(253) 및 돌출부분을 갖지 않는 극간부(254)가, 자극부(제1 자극부(251) 또는 제2 자극부(252))를 끼우고 교대로 배열되어 있다. 도 11에 도시되는 바와 같이, 센서 마그넷(25a)이, 적어도 2개의 제1 자극부(251)와, 적어도 2개의 제2 자극부(252)를 갖는 경우, 센서 마그넷(25a)은, n(n은 4 이상의 짝수)개의 자극과, n/2개의 극간부(253)를 갖는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 센서 마그넷(25a)이, 적어도 2개의 제1 자극부(251)와, 적어도 2개의 제2 자극부(252)를 갖는 경우, 센서 마그넷(25a)은, n/2개의 극간부(254)를 갖는 것이 바람직하다. 제1 자극부(251), 극간부(253), 및 제2 자극부(252)의 배열 관계는, 축선(A0)을 중심으로 하는 원주 방향에서 동일한 것이 바람직하다.
센서 마그넷(25a)에서, 극간부(253)의 폭(L3)은, 극간부(254)에서의 센서 마그넷의 지름 방향의 극간부(254)의 폭(L4)보다도 크다. 센서 마그넷(25a)에서, 폭(L3)은, 폭(L1 및 L2)보다도 크다. 또한, 센서 마그넷(25a)에서, 폭(L1, L2, 및 L4)은 서로 동등하다. 단, 폭(L4)은, 폭(L1 및 L2)보다도 작아도 좋다.
센서 마그넷(25a)은, 원주 방향에서, 주기적으로 N극(자극(251a)) 및 S극(자극(252a))이 배열되어 있기 때문에, 자기 센서(5)가 센서 마그넷(25a)에서의 적어도 1(1 또는 복수)개의 극간(253a)을 검출함에 의해, 센서 마그넷(25a)(메인 마그넷(23))의 자극(자극(251a 및 252a))의 위치(위상)가 검출된다.
그때문에, 하나의 극간(253a)만이라도 자계의 변화를 가파르게 할 수 있으면, 자극 위치 검출 오차를 저감할 수 있다. 그러나, 전술한 1점만을 자기 센서로 확인하고, 자극 위치로 이용하려면 번잡한 제어를 필요로 한다. 현재 상태의 제어에서는, 센서 마그넷이 회전시에 N극부터 S극, 또는 S극부터 N극으로 변화한 점의 어느 일방의 극간(253a)을 전부 관측한다. 그래서, 제어에 사용한 모든 극간(253a)에서의 자계 변화를 가파르게 할 수 있으면, 번잡한 제어를 행하지 않고서 자극 위치 검출 오차를 저감할 수 있다.
변형례 2.
도 13(a)는, 변형례 2에 관한 센서 마그넷(25b)의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 13(b)는, (a)에 도시되는 센서 마그넷(25b)의 C1-C1선에 따른 절단면의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
변형례 2에 관한 센서 마그넷(25b)은, 극간부(253)의 피검출면(253b)이 경사 부분(253d)을 갖는 점에서, 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)과 다르고, 기타의 점은, 센서 마그넷(25)과 같다.
센서 마그넷(25b)은, 피검출면(253b)이 경사 부분(253d)을 갖는다. 경사 부분(253d)은, 센서 마그넷(25b)의 외주측부터 축선(A0)을 향하여 경사하고 있는 부분이다. 경사 부분(253d)은, 돌출부분(253c)에서의 피검출면(253b)에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
변형례 3.
도 14는, 변형례 3에 관한 센서 마그넷(25c)의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
변형례 3에 관한 센서 마그넷(25c)은, 극간부(253)가, 돌출부분(253c)(제1의 돌출부분)을 갖지 않고, 돌출부분(253e)(제2의 돌출부분)을 갖는다. 또한, 센서 마그넷(25c)에는, 오목부(256)가 형성되어 있지 않다. 이러한 점에서, 변형례 3에 관한 센서 마그넷(25c)은, 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)과 다르고, 기타의 점은, 센서 마그넷(25)과 같다. 돌출부분(253e)은, 극간부(253)에서의 센서 마그넷(25)의 지름 방향의 외향으로 돌출한 부분이다.
변형례 4.
도 15(a)는, 변형례 4에 관한 센서 마그넷(25d)의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 15(b)는, (a)에 도시되는 센서 마그넷(25d)의 C2-C2선에 따른 절단면의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 16은, 센서 마그넷(25d)을 구비한 회전자(2a)의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
변형례 4에 관한 센서 마그넷(25d)은, 돌출부분(257)을 갖는 점에서, 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)과 다르고, 기타의 점은, 센서 마그넷(25)과 같다. 회전자(2a)는, 센서 마그넷(25) 대신에 센서 마그넷(25d)을 갖는다. 회전자(2a)는, 고정부재(26)를 갖는 점에서, 실시의 형태 1에서 설명한 회전자(2)와 다르고, 기타의 점은, 회전자(2)와 같다.
센서 마그넷(25d)은, 센서 마그넷(25d)의 내주측에, 회전 중심(축선(A0))을 향하여 돌출한 돌출부분(257)(제3의 돌출부분)을 갖는다. 돌출부분(257)은, 피검출면(251b 및 252b)보다도, 축선 방향에서의 메인 마그넷(23)측(-z측)에 형성되어 있다. 도 15(b)에 도시되는 바와 같이, 축선(A0)에 평행한 방향에서의 돌출부분(257)의 두께(T1)는, 축선(A0)에 평행한 방향에서의 극간부(253)의 돌출부분(253c)의 두께(T2)보다도 얇다. 또한, 돌출부분(257)의 두께(T1)는, 축선(A0)에 평행한 방향에서의 제1 자극부(251)의 두께(T3)보다도 얇다. 변형례 4에서는, 돌출부분(257)은, 센서 마그넷(25d)의 겉면과 이면의 중심 위치에 형성되어 있지만, 센서 마그넷(25d)에서의 메인 마그넷(23)측(이면측)의 단부에 형성되어 있어도 좋다.
도 16에 도시되는 바와 같이, 센서 마그넷(25d)의 오목부(256)에는, 센서 마그넷(25d)을 회전축(21)에 고정하는 고정부재(26)가 구비되어 있다. 고정부재(26)는, 예를 들면, 회전축(21)의 주위로 유입(誘入)하여 굳혀진 수지이다. 돌출부분(257)은, 고정부재(26)와 메인 마그넷(23) 사이(백 요크(22))에 위치하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 변형례 4에서는, 고정부재(26)는, 센서 마그넷(25d)의 내측(즉, 오목부(256) 내)에서, 자기 센서(5)측(반부하측)에 배치되어 있다.
변형례 5.
도 17은, 변형례 5에 관한 센서 마그넷(25e)의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
변형례 5에 관한 센서 마그넷(25e)은, 마크(258)를 갖는 점에서, 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)과 다르고, 기타의 점은, 센서 마그넷(25)과 같다. 마크(258)는, 센서 마그넷(25e)에서의 제1 자극부(251)(자극(251a)), 제2 자극부(252)(자극(252a)), 및 극간부(253)(극간(253a))의 위치를 나타낸다. 마크(258)는, 예를 들면, 금긋기 선(線)이다. 도 17에 도시되는 바와 같이, 제1 자극부(251)의 표면(피검출면(251b))에, 마크(258)에 의한 마킹이 되어 있다. 단, 제1 자극부(251)의 표면 이외의 부분(예를 들면, 제2 자극부(252)의 표면, 극간부(253)의 표면)에 마크(258)에 의한 마킹이 되어 있어도 좋다.
이상에 설명한 실시의 형태 1에서의 특징 및 각 변형례에서의 특징은, 서로 적절히 조합시킬 수 있다. 또한, 각 변형례에 관한 센서 마그넷(25a부터 25e)의 특징을 적절히 조합시켜서 모터(1)에 탑재되는 센서 마그넷에 채용할 수 있다.
실시의 형태 1에 의하면, 극간부(253)의 지름 방향의 폭(예를 들면, 폭(L3))이, 자극부(예를 들면, 제1 자극부(251))의 지름 방향의 폭(예를 들면, 폭(L1))보다도 크기 때문에, 극 중심과 극간(253a) 사이에서 발생하는 자계 강도(극간(253a) 부근의 자계 강도)를 높일 수 있다.
실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)의 효과를, 도면을 이용하여 구체적으로 설명한다.
도 18은, 비교례에 관한 센서 마그넷(30)의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 센서 마그넷(30)은, 피검출면의 폭이 원주 방향에서 일정하다. 구체적으로는, 극간부(센서 마그넷(25)의 극간부(253)에 상당)의 지름 방향의 폭이, 자극부(센서 마그넷(25)의 제1 자극부(251) 및 제2 자극부(252)에 상당)의 지름 방향의 폭과 같다.
도 19는, 센서 마그넷(25)(메인 마그넷(23))의 회전각(위상)과 자기 센서(5)에 입력되는 자계 강도와의 관계의 한 예를 도시하는 도면이다. 도 19의 횡축은, 센서 마그넷의 회전각을 나타내고, 종축은, 자계 강도를 나타낸다. 도 19에 도시되는 #0은, 비교례에 관한 센서 마그넷(30)의 회전각과 자계 강도와의 관계의 한 예를 나타내고, #1은, 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)의 회전각과 자계 강도와의 관계의 한 예를 나타낸다.
도 19에 도시되는 바와 같이, 센서 마그넷(30)(#0)은, 회전각(r1)에서의 자극(예를 들면, N극) 부근에서 자계 강도가 최대가 되고, 회전각(r3)에서의 극간 부근에서 자계 방향이 반전하고, 회전각(r5)에서의 자극(예를 들면, S극) 부근에서 재차 자계 강도가 최대가 된다. 그렇지만, 자기 센서(5)의 고체(固體)에 따라서는, 입력 자계(자계 강도)에 대한 출력 신호의 전환 타이밍의 편차가 있다. 예를 들면, 제1의 자기 센서는, 입력 자계 강도가 H'1인 경우에, 자계 방향이 반전한 것을 검출하고(출력 신호가 V1로부터 V2로 전환된다), 제2의 자기 센서는, 입력 자계 강도가 H1인 경우에, 자계 방향이 반전한 것을 검출한다(출력 신호가 V1로부터 V2로 전환된다). 이 경우, 제1의 자기 센서의 출력 신호의 전환 타이밍과, 제2의 자기 센서의 출력 신호의 전환 타이밍의 차는 E1이다.
도 19에 도시되는 바와 같이, 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)(#1)의, 회전각(r1)에서의 자극(예를 들면, N극) 부근의 자계 강도(예를 들면, 회전각(r2)에서의 자계 강도)는, 센서 마그넷(30)(#0)의 자계 강도보다도 크다. 마찬가지로, 센서 마그넷(25)(#1)의, 회전각(r5)에서의 자극(예를 들면, S극) 부근의 자계 강도(예를 들면, 회전각(r4)에서의 자계 강도)의 절대치는, 센서 마그넷(30)(#0)의 자계 강도의 절대치보다도 크다. 즉, 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)(#1)에서는, 극간부(253)의 지름 방향의 폭(예를 들면, 폭(L3))이, 자극부(예를 들면, 제1 자극부(251))의 지름 방향의 폭(예를 들면, 폭(L1))보다도 크기 때문에, 극 중심(회전각(r1))과 극간(회전각(r3)) 사이(회전각(r2) 부근)의 자계 강도를, 도 18에 도시되는 센서 마그넷(30)(#0)에 비하여 높일 수 있다. 따라서 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)(#1)에서는, 극간부(253)(회전각(r3) 부근)에서의 자계 강도의 변화를 가파르게 할 수 있다.
마찬가지로, 극간부(253)의 지름 방향의 폭(예를 들면, 폭(L3))이, 회전각(r1)에서의 자극부의 다음의 자극부(예를 들면, 회전각(r5)에서의 제2 자극부(252))의 지름 방향의 폭(예를 들면, 폭(L2))보다도 큰 경우(#1)에는, 극 중심(회전각(r5))과 극간(회전각(r3)) 사이(회전각(r4) 부근)의 자계 강도(구체적으로는, 자계 강도의 절대치)를 높일 수 있다. 따라서 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)(#1)에서는, 극간부(253)(회전각(r4) 부근)에서의 자계 강도의 변화를 가파르게 할 수 있다. 이 경우(#1), 도 19에 도시되는 바와 같이, 제1의 자기 센서의 출력 신호의 전환 타이밍과, 제2의 자기 센서의 출력 신호의 전환 타이밍과의 차는 E2이다. 즉, 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)(#1)을 이용한 경우의 자기 센서(5)의 검출 정밀도의 개체차는, 비교례에 관한 센서 마그넷(30)(#0)을 이용한 경우의 자기 센서(5)의 검출 정밀도의 개체차보다도 작다.
따라서 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)과 함께 자기 센서(5)를 이용함에 의해, 자기 센서(5)에 의한 검출 정밀도(예를 들면, 센서 마그넷(25)의 극간 또는 자극 위치의 검출 정밀도)의 개체차를 저감할 수 있다. 그 결과, 모터 제어의 오차에 의한, 모터 효율의 저하 및 모터 회전시의 소음을 억제할 수 있다.
또한, 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)에 의하면, 극간부(253) 내의 자기 센서(5)에 대향하는 부분(피검출면(253b))의 표면적은, 제1 자극부(251) 내의 자기 센서(5)에 대향하는 부분(피검출면(251b))의 표면적보다도 크다. 따라서 센서 마그넷(25)에서 발생하는 자계 강도는, 표면적(자계를 발생한 면의 면적)에 비례하고 증가하기 때문에, 극 중심과 극간(253a) 사이에서 발생하는 자계 강도(극간(253a) 부근의 자계 강도)를 높일 수 있다. 따라서 도 19를 이용하여 설명한 바와 같이, 극간부(253)에서의 자계 강도의 변화를 가파르게 할 수 있기 때문에, 자기 센서(5)에 의한 검출 정밀도의 개체차를 저감할 수 있다.
극간부(253)의 지름 방향의 폭(L3)은, 제1 자극부(251)의 지름 방향의 폭(L1)의 1.5배보다도 크기 때문에, 극 중심과 극간(253a) 사이에서 발생하는 자계 강도(극간(253a) 부근의 자계 강도)를 더욱 높일 수 있다. 따라서 도 19를 이용하여 설명한 바와 같이, 극간부(253)에서의 자계 강도의 변화를, 더욱 가파르게 할 수 있기 때문에, 자기 센서(5)에 의한 검출 정밀도의 개체차를 저감할 수 있다.
센서 마그넷(25)의 직경을 크게 함에 의해, 자기 센서(5)의 검출 정밀도의 개체차를 저감할 수 있는데, 센서 마그넷(25)의 직경이 커질수록, 제조 비용 및 재료 비용이 늘어난다. 그렇지만, 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)의 극간부(253)는, 극간부(253)에서의 센서 마그넷(25)의 지름 방향의 내향으로 돌출한 돌출부분(253c)을 갖기 때문에, 저비용으로 자기 센서(5)에 의한 검출 정밀도의 개체차를 저감할 수 있다.
제1 자극부(251) 및 제2 자극부(252)에서의 외주에 대한 중심각(θ)(전기각)이, 각각 0°<θ<115°가 되도록 센서 마그넷(25)이 구성되어 있기 때문에, 극간부(253)의 원주 방향에서의 폭을 충분히 확보하고, 극 중심과 극간(253a) 사이의 자계 강도를 효과적으로 높일 수 있고, 극간부(253)에서의 자계 강도의 변화를, 더욱 가파르게 할 수 있기 때문에, 자기 센서(5)에 의한 검출 정밀도의 개체차를 저감할 수 있다.
자기 센서(5)는, 가능한 한 센서 마그넷(25)의 외경측에 대향하도록 배치됨에 의해, 검출 정밀도를 높일 수 있지만, 고정자(3)의 코일(32)로부터 발생한 자계의 영향을 받아 검출 오차가 생기는 경우가 있다. 실시의 형태 1에 의하면, 자기 센서(5)는, 제1 자극부(251)의 지름 방향의 폭(L1)의 중간보다도 내측의 부분에 대향하도록, 고정자(3)에 고정되어 있기 때문에, 고정자(3)의 코일(32)로부터 발생한 자계의 영향에 의한 검출 오차를 억제함과 함께, 자기 센서(5)의 검출 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 제1 자극부(251)(제2 자극부(252))에서의 외주와, 극간부(253)에서의 외주가, 동일원상에 위치한 구조를 채용함에 의해, 자기 센서(5)에 의해 검출 가능한 자계의 범위를 지름 방향으로 넓게 할 수 있다. 따라서 자기 센서(5)의 위치 결정을 용이하게 하고(실장 오차의 저감), 자기 센서(5)의 검출 오차를 저감할 수 있다.
모든 극간부(253)의 지름 방향의 폭(L3)이, 폭(L1 및 L2)보다도 큰 경우, 센서 마그넷(25)의 극간(253a)과 메인 마그넷(23)의 극간을 일치시키는 위치 결정을 용이하게 행할 수 있다.
변형례 1부터 5에 관한 센서 마그넷(25a부터 e)에 의하면, 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25)의 효과에 더하여, 각각 하기한 효과를 갖는다.
변형례 1에 관한 센서 마그넷(25a)은, 돌출부분(253c)을 갖는 극간부(253) 및 돌출부분을 갖지 않는 극간부(254)가, 자극부(제1 자극부(251) 또는 제2 자극부(252))를 끼우고 교대로 배열되어 있다. 극간부(253)의 폭(L3)은, 폭(L1 및 L2)보다도 크기 때문에, 간소한 구성에 의해, 극간부(253)에서의 자계 강도의 변화를 가파르게 할 수 있기 때문에, 자기 센서(5)에 의한 검출 정밀도의 개체차를 저감할 수 있다.
도 20(a)는, 도 13(a)에 도시되는 센서 마그넷(25b)의 C1-C1선에 따른 절단면의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도(도 13(b)에 상당하다)이다. 도 20(b)는, 비교례로서의 센서 마그넷(25)을 금형(300)으로 성형한 후에, 금형(300)을 센서 마그넷(25)으로부터 떼어내는 동작을 도시하는 도면이다. 도 20(c)는, 변형례 2에 관한 센서 마그넷(25b)을 금형(300)으로 성형한 후에, 금형(300)을 센서 마그넷(25b)으로부터 떼어내는 동작을 도시하는 도면이다.
센서 마그넷(25b)은, 예를 들면, 금형(300)에 수지를 유입하여 성형된다. 예를 들면, 도 20(b)에 도시되는 바와 같이, 비교례로서의 센서 마그넷(25)에서, 극간부(253)는 경사 부분(253d)을 갖고 있지 않기 때문에, 센서 마그넷(25)으로부터 금형(300)을 떼어낼 때에, 오목부(256)의 양측면이 금형(300)에 접촉하기 때문에, 센서 마그넷(25)으로부터 금형(300)을 떼어내기 어려운 일이 있다. 한편, 도 20(c)에 도시되는 바와 같이, 변형례 2에 관한 센서 마그넷(25b)은, 오목부(256)의 측면에 경사 부분(253d)이 형성되어 있기 때문에, 센서 마그넷(25b)으로부터 금형(300)을 용이하게 떼어낼 수 있다. 또한, 경사 부분(253d)이 돌출부분(253c)에 형성되어 있음에 의해, 돌출부분(253c)의 외측에 경사 부분(253d)이 형성되어 있는 구조에 비하여, 센서 마그넷(25b)(특히, 극간부(253))의 강도를 높일 수 있다.
변형례 3에 관한 센서 마그넷(25c)에 의하면, 제1 자극부(251) 및 제2 자극부(252)의 외주부분을, 예를 들면 절삭 가공함에 의해, 돌출부분(253e)을 형성할 수 있다. 따라서 간이한 가공에 의해, 폭(L3)이, 폭(L1 및 L2)의 어느 것보다도 커지도록, 센서 마그넷(25c)을 구성할 수 있다.
변형례 4에 관한 센서 마그넷(25d)은, 센서 마그넷(25d)의 내주측에, 회전 중심(축선(A0))을 향하여 돌출한 돌출부분(257)(제3의 돌출부분)을 갖는다. 도 16에 도시되는 바와 같이, 센서 마그넷(25d)의 오목부(256)에 고정부재(26)가 구비되어 있고, 센서 마그넷(25d)이 회전축(21)에 고정되어 있다. 이 경우, 돌출부분(257)이 고정부재(26)에 당접하고 있음에 의해, 센서 마그넷(25d)이, 축선 방향에서의 자기 센서(5)측(+z방향)으로 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
또한, 돌출부분(257)이, 센서 마그넷(25d)의 겉면과 이면의 거의 중앙에 형성되어 있음에 의해, 돌출부분(257)이, 센서 마그넷(25d)에서의 메인 마그넷(23)측(이면측)의 단부에 형성되어 있는 구조에 비하여, 센서 마그넷(25d)의 강도(특히, 센서 마그넷(25d)의 내경 방향으로 발생하는 응력에 대한 내구성)을 높일 수 있다.
또한, 극간부(253)의 폭(L3)이, 자극부(예를 들면, 제1 자극부(251))의 폭(예를 들면, 폭(L1))보다도 크기 때문에, 극간부(253)의 돌출부분(253c)이 고정부재(26)에 당접하고 있음에 의해, 센서 마그넷(25d)이 메인 마그넷(23)에 대해 원주 방향으로 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
변형례 5에 관한 센서 마그넷(25e)에 의하면, 센서 마그넷(25e)에서의 제1 자극부(251)(자극(251a)), 제2 자극부(252)(자극(252a)), 및 극간부(253)(극간(253a))의 위치를 나타내는 마크(258)를 갖기 때문에, 센서 마그넷(25e)을 회전자(2)(구체적으로는, 메인 마그넷(23))에 부착할 때의 위치 결정을 용이하게 한다. 예를 들면, 센서 마그넷(25e)의 극간(253a)과 메인 마그넷(23)의 극간을 육안에 의해 용이하게 일치시킬 수 있다.
또한, 실시의 형태 1 및 각 변형례에 의하면, 회전자(2 및 2a)에서, 자기 센서(5)와 함께 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25) 및 각 변형례에 관한 센서 마그넷(25a부터 25e) 중의 어느 하나를 이용함에 의해, 자기 센서(5)에 의한 검출 정밀도(예를 들면, 회전자(2)의 회전 위치의 검출 정밀도)의 개체차를 저감할 수 있다.
또한, 실시의 형태 1 및 각 변형례에 의하면, 모터(1)에서, 자기 센서(5)와 함께 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25) 및 각 변형례에 관한 센서 마그넷(25a부터 25e) 중의 어느 하나를 이용함에 의해, 자기 센서(5)에 의한 검출 정밀도(예를 들면, 회전자(2)의 회전 위치의 검출 정밀도)의 개체차를 저감할 수 있다. 그 결과, 모터 제어의 오차에 의한, 모터 효율의 저하 및 모터 회전시의 소음을 억제할 수 있다.
실시의 형태 2.
도 21은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)는, 실내기(11)와, 냉매 배관(12)과, 냉매 배관(12)에 의해 실내기(11)와 접속된 실외기(13)를 구비한다.
실내기(11)는, 모터(111)와, 송풍기(112)를 갖는다. 실외기(13)는, 모터(131)와, 송풍기로서의 팬(132)과, 열교환기(133)를 갖는다.
실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)에서, 모터(111 및 131)의 적어도 일방에는, 실시의 형태 1에서 설명한 센서 마그넷(25)(각 변형례를 포함한다)이 탑재된 모터(1)가 적용된다.
공기 조화기(10)는, 예를 들면, 실내기(11)부터 찬 공기를 송풍하는 냉방 운전, 따뜻한 공기를 송풍하는 난방 운전 등을 행할 수가 있다. 실내기(11)에서, 모터(111)는, 송풍기(112)를 구동하기 위한 구동원이다. 송풍기(112)는, 조정된 공기를 송풍할 수 있다. 실외기(13)에서, 모터(131)는, 팬(132)을 구동하기 위한 구동원이다. 팬(132)은, 외기를 열교환기(133)에 보낼 수 있다.
실시의 형태 2에 관한 공기 조화기에 의하면, 실시의 형태 1에 관한 센서 마그넷(25) 및 각 변형례에 관한 센서 마그넷(25a부터 25e) 중의 어느 하나와 자기 센서(5)를 포함하는 모터(모터(111 및 131)의 적어도 일방)를 갖기 때문에, 자기 센서(5)의 검출 정밀도의 개체차를 저감할 수 있다. 그 결과, 모터 제어의 오차에 의한, 공조 조화기의 공조 효율의 저하 및 공조 동작의 소음을 억제할 수 있다.
1, 111, 131 : 모터
2 : 회전자
3 : 고정자
4 : 회로 실장 기판
5 : 자기 센서
6 : 브래킷
10 : 공기 조화기
11 : 실내기
13 : 실외기
21 : 회전축
22 : 백 요크
23 : 메인 마그넷
24a : 제1의 베어링
24b : 제2의 베어링
25, 25a, 25b, 25c, 25d, 25e : 센서 마그넷
31 : 고정자 철심
32 : 코일
33 : 인슐레이터
251 : 제1 자극부
251a, 252a : 자극
252 : 제2 자극부
253, 254 : 극간부
253a : 극간
253c : 돌출부분
255 : 관통구멍
256 : 오목부
257 : 제3의 돌출부분

Claims (15)

  1. 제1 극성의 자극을 포함하는 제1 자극부와,
    제2 극성의 자극을 포함하는 제2 자극부와,
    상기 제1 자극부와 상기 제2 자극부 사이에 형성된 극간부를 구비하고,
    상기 제1 자극부, 상기 극간부, 및 상기 제2 자극부는, 축선을 중심으로 하는 원주 방향으로 배열되어 있고,
    지름 방향에서의 상기 극간부의 폭이, 지름 방향에서의 상기 제1 자극부의 폭 및 지름 방향에서의 상기 제2 자극부의 폭의 어느 것보다도 큰 것을 특징으로 하는 센서 마그넷.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 극간부의 상기 폭은, 상기 제1 자극부의 상기 폭의 1.5배보다도 큰 것을 특징으로 하는 센서 마그넷.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 극간부는, 상기 극간부에서의 상기 지름 방향의 내향으로 돌출한 제1의 돌출부분을 갖는 것을 특징으로 하는 센서 마그넷.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 극간부는, 상기 극간부에서의 상기 지름 방향의 외향으로 돌출한 제2의 돌출부분을 갖는 것을 특징으로 하는 센서 마그넷.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 센서 마그넷의 내주측에 상기 축선을 향하여 돌출한 제3의 돌출부분을 또한 가지며,
    상기 제3의 돌출부분의 두께가, 상기 제1의 돌출부분의 두께보다도 얇은 것을 특징으로 하는 센서 마그넷.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 극간부 내의 상기 축선에 평행한 축선 방향에서의 피검출면의 면적은, 상기 제1 자극부 내의 상기 축선 방향에서의 피검출면의 면적 및 상기 제2 자극부 내의 상기 축선 방향에서의 피검출면의 면적의 어느 것보다도 큰 것을 특징으로 하는 센서 마그넷.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 자극부 및 상기 제2 자극부의 각각에서의 내주가 상기 축선을 중심으로 하여 상기 원주 방향으로 이루는 전기각(θ)이, 0°<θ<115°인 것을 특징으로 하는 센서 마그넷.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 극간부는, 상기 센서 마그넷의 외주측부터 상기 축선을 향하여 경사하고 있는 경사 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 센서 마그넷.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 자극부, 상기 극간부, 및 상기 제2 자극부의 위치를 나타내는 마크를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 센서 마그넷.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 자극부와 상기 제2 자극부 사이에 인접부를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 센서 마그넷.
  11. n(n은 4 이상의 짝수)개의 자극을 갖는 센서 마그넷으로서,
    제1 극성의 자극을 포함하는 적어도 2개의 제1 자극부와,
    제2 극성의 자극을 포함하는 적어도 2개의 제2 자극부와,
    n/2개의 극간부를 구비하고,
    상기 제1 자극부 및 상기 제2 자극부는, 축선을 중심으로 하는 원주 방향으로 교대로 배열되어 있고,
    상기 제1 자극부와 상기 제2 자극부 사이에 상기 극간부가 형성되고,
    상기 제1 자극부, 상기 극간부, 및 상기 제2 자극부의 배열 관계가, 상기 원주 방향에서 동일한 것을 특징으로 하는 센서 마그넷.
  12. 회전축과,
    상기 회전축에 고정된 회전자 요크와,
    센서 마그넷을 구비하고,
    상기 센서 마그넷은,
    제1 극성의 자극을 포함하는 제1 자극부와,
    제2 극성의 자극을 포함하는 제2 자극부와,
    상기 제1 자극부와 상기 제2 자극부 사이에 형성된 극간부를 구비하고,
    상기 제1 자극부, 상기 극간부, 및 상기 제2 자극부는, 축선을 중심으로 하는 원주 방향으로 배열되어 있고,
    지름 방향에서의 상기 극간부의 폭이, 지름 방향에서의 상기 제1 자극부의 폭 및 지름 방향에서의 상기 제2 자극부의 폭의 어느 것보다도 큰 것을 특징으로 하는 회전자.
  13. 고정자와,
    상기 고정자의 내부에 배치된 회전자와,
    상기 회전자의 회전 위치를 검출하는 자기 센서를 구비하고,
    상기 회전자는,
    회전축과,
    상기 회전축에 고정된 회전자 요크와,
    상기 자기 센서에 대향하는 위치에 배치된 센서 마그넷을 가지며,
    상기 센서 마그넷은,
    제1 극성의 자극을 포함하는 제1 자극부와,
    제2 극성의 자극을 포함하는 제2 자극부와,
    상기 제1 자극부와 상기 제2 자극부 사이에 형성된 극간부를 구비하고,
    상기 제1 자극부, 상기 극간부, 및 상기 제2 자극부는, 축선을 중심으로 하는 원주 방향으로 배열되어 있고,
    지름 방향에서의 상기 극간부의 폭이, 지름 방향에서의 상기 제1 자극부의 폭 및 지름 방향에서의 상기 제2 자극부의 폭의 어느 것보다도 큰 것을 특징으로 하는 전동기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 자기 센서는, 상기 제1 자극부 내의, 상기 제1 자극부의 상기 폭의 중심 위치보다도 내측의 영역에 대향하고, 또한 상기 센서 마그넷으로부터 이간하도록 상기 고정자에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
  15. 실외기와,
    상기 실외기에 접속된 실내기와
    상기 실외기 및 상기 실내기의 적어도 일방에 탑재된 전동기를 구비하고,
    상기 전동기는,
    고정자와,
    상기 고정자의 내부에 배치된 회전자와,
    상기 회전자의 회전 위치를 검출하는 자기 센서를 구비하고,
    상기 회전자는,
    회전축과,
    상기 회전축에 고정된 회전자 요크와,
    상기 자기 센서에 대향하는 위치에 배치된 센서 마그넷을 가지며,
    상기 센서 마그넷은,
    제1 극성의 자극을 포함하는 제1 자극부와,
    제2 극성의 자극을 포함하는 제2 자극부와,
    상기 제1 자극부와 상기 제2 자극부 사이에 형성된 극간부를 구비하고,
    상기 제1 자극부, 상기 극간부, 및 상기 제2 자극부는, 축선을 중심으로 하는 원주 방향으로 배열되어 있고,
    지름 방향에서의 상기 극간부의 폭이, 지름 방향에서의 상기 제1 자극부의 폭 및 지름 방향에서의 상기 제2 자극부의 폭의 어느 것보다도 큰 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
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