WO2017168751A1 - センサマグネット、回転子、電動機、及び空気調和機 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態を、図面を用いて説明する。各図に示されるxyz直交座標系において、x軸方向は、モータ1(電動機)の回転軸21の軸線A0と平行な方向(以下、「軸線の方向」又は「軸線方向」と称する。)を示し、y軸方向は、x軸方向に直交する方向を示し、z軸方向は、x軸方向及びy軸方向の両方に直交する方向を示す。
図2は、モータ1の内部構造を概略的に示す断面図である。
回転子2は、回転軸21と、回転子ヨークとしてのバックヨーク22と、メインマグネット23と、第1のベアリング(負荷側ベアリング)24aと、第2のベアリング(反負荷側ベアリング)24bと、センサマグネット25とを有する。回転子2は、固定子3の内部に配置されている。
図6は、センサマグネット25の裏面の構造を概略的に示す下面図である。
図7は、センサマグネット25の構造を概略的に示す斜視図である。図5及び7に示される点線は、第1の磁極部251、極間部253、及び第2の磁極部252の境界を示す。
図9は、第1の磁極部251の内周面の両端(境界位置P11及びP12)が成す中心角θ1、及び第2の磁極部252の内周面の両端(境界位置P21及びP22)が成す中心角θ2を示す図である。
磁気センサ5は、固定子3(具体的には、回路実装基板4)に実装される際に予め設定された位置からずれた位置に実装されること(実装誤差)がある。そのため、実装誤差による検出誤差(磁極位置検出誤差)を低減するため、センサマグネット25からの入力磁界が強い範囲においてできるだけ外側(センサマグネット25の外径側)に被検出面251b,252b,及び253bが位置することが望ましい。ただし、センサマグネット25の外側には、固定子3のコイル32及びティース等が配置されているため、これらとセンサマグネット25とが接触しないように、センサマグネット25が構成されている必要がある。
図11は、変形例1に係るセンサマグネット25aの構造を概略的に示す平面図である。図12は、センサマグネット25aの構造を概略的に示す斜視図である。
変形例1に係るセンサマグネット25aは、突出部分(例えば、極間部253の突出部分253cに相当する部分)を持たない隣接部としての極間部254(第2の極間部)を有する点において、実施の形態1に係るセンサマグネット25と異なり、その他の点は、センサマグネット25と同じである。
そのため、1つの極間253aだけでも磁界の変化を急峻にすることができれば、磁極位置検出誤差を低減することができる。しかし、前述の1点だけを磁気センサで見極め、磁極位置に利用するには煩雑な制御を要する。現状の制御では、センサマグネットが回転時にN極からS極、又はS極からN極に変化する点のどちらか一方の極間253aを全て観測する。そこで、制御に使用する全ての極間253aにおける磁界変化を急峻にすることができれば、煩雑な制御を行わずに磁極位置検出誤差を低減することができる。
図13(a)は、変形例2に係るセンサマグネット25bの構造を概略的に示す平面図である。図13(b)は、(a)に示されるセンサマグネット25bのC1-C1線に沿った切断面の構造を概略的に示す断面図である。
変形例2に係るセンサマグネット25bは、極間部253の被検出面253bが傾斜部分253dを有する点において、実施の形態1に係るセンサマグネット25と異なり、その他の点は、センサマグネット25と同じである。
図14は、変形例3に係るセンサマグネット25cの構造を概略的に示す斜視図である。
変形例3に係るセンサマグネット25cは、極間部253が、突出部分253c(第1の突出部分)を有さず、突出部分253e(第2の突出部分)を有する。さらに、センサマグネット25cには、凹部256が形成されていない。これらの点において、変形例3に係るセンサマグネット25cは、実施の形態1に係るセンサマグネット25と異なり、その他の点は、センサマグネット25と同じである。突出部分253eは、極間部253におけるセンサマグネット25の径方向の外向きに突出した部分である。
図15(a)は、変形例4に係るセンサマグネット25dの構造を概略的に示す平面図である。図15(b)は、(a)に示されるセンサマグネット25dのC2-C2線に沿った切断面の構造を概略的に示す断面図である。
図16は、センサマグネット25dを備えた回転子2aの構造を概略的に示す斜視図である。
変形例4に係るセンサマグネット25dは、突出部分257を有する点において、実施の形態1に係るセンサマグネット25と異なり、その他の点は、センサマグネット25と同じである。回転子2aは、センサマグネット25の代わりにセンサマグネット25dを有する。回転子2aは、固定部材26を有する点において、実施の形態1で説明した回転子2と異なり、その他の点は、回転子2と同じである。
図17は、変形例5に係るセンサマグネット25eの構造を概略的に示す平面図である。
変形例5に係るセンサマグネット25eは、マーク258を有する点において、実施の形態1に係るセンサマグネット25と異なり、その他の点は、センサマグネット25と同じである。マーク258は、センサマグネット25eにおける第1の磁極部251(磁極251a)、第2の磁極部252(磁極252a)、及び極間部253(極間253a)の位置を示す。マーク258は、例えば、ケガキ線である。図17に示されるように、第1の磁極部251の表面(被検出面251b)に、マーク258によるマーキングがされている。ただし、第1の磁極部251の表面以外の部分(例えば、第2の磁極部252の表面、極間部253の表面)にマーク258によるマーキングがされていてもよい。
図18は、比較例に係るセンサマグネット30の構造を概略的に示す平面図である。センサマグネット30は、被検出面の幅が円周方向において一定である。具体的には、極間部(センサマグネット25の極間部253に相当)の径方向の幅が、磁極部(センサマグネット25の第1の磁極部251及び第2の磁極部252に相当)の径方向の幅と同じである。
図21は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機10の構成を概略的に示す図である。
実施の形態2に係る空気調和機10は、室内機11と、冷媒配管12と、冷媒配管12によって室内機11と接続された室外機13とを備える。
Claims (15)
- 第1の極性の磁極を含む第1の磁極部と、
第2の極性の磁極を含む第2の磁極部と、
前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に形成された極間部と
を備え、
前記第1の磁極部、前記極間部、及び前記第2の磁極部は、軸線を中心とする円周方向に配列されており、
径方向における前記極間部の幅が、径方向における前記第1の磁極部の幅及び径方向における前記第2の磁極部の幅のいずれよりも大きい
センサマグネット。 - 前記極間部の前記幅は、前記第1の磁極部の前記幅の1.5倍よりも大きい請求項1に記載のセンサマグネット。
- 前記極間部は、前記極間部における前記径方向の内向きに突出した第1の突出部分を有する請求項1又は2に記載のセンサマグネット。
- 前記極間部は、前記極間部における前記径方向の外向きに突出した第2の突出部分を有する請求項1から3のいずれか1項に記載のセンサマグネット。
- 前記センサマグネットの内周側に前記軸線に向けて突出した第3の突出部分をさらに有し、
前記第3の突出部分の厚さが、前記第1の突出部分の厚さよりも薄い請求項3に記載のセンサマグネット。 - 前記極間部の内の前記軸線に平行な軸線方向における被検出面の面積は、前記第1の磁極部の内の前記軸線方向における被検出面の面積及び前記第2の磁極部の内の前記軸線方向における被検出面の面積のいずれよりも大きい請求項1から5のいずれか1項に記載のセンサマグネット。
- 前記第1の磁極部及び前記第2の磁極部の各々における内周が前記軸線を中心として前記円周方向に成す電気角θが、0°<θ<115°である請求項1から6のいずれか1項に記載のセンサマグネット。
- 前記極間部は、前記センサマグネットの外周側から前記軸線に向けて傾斜している傾斜部分を有する請求項1から7のいずれか1項に記載のセンサマグネット。
- 前記第1の磁極部、前記極間部、及び前記第2の磁極部の位置を示すマークをさらに備える請求項1から8のいずれか1項に記載のセンサマグネット。
- 前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に隣接部をさらに備える請求項1から9のいずれか1項に記載のセンサマグネット。
- n(nは4以上の偶数)個の磁極を有するセンサマグネットであって、
第1の極性の磁極を含む少なくとも2つの第1の磁極部と、
第2の極性の磁極を含む少なくとも2つの第2の磁極部と、
n/2個の極間部と
を備え、
前記第1の磁極部及び前記第2の磁極部は、軸線を中心とする円周方向に交互に配列されており、
前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に前記極間部が形成され、
前記第1の磁極部、前記極間部、及び前記第2の磁極部の配列関係が、前記円周方向において同一である
センサマグネット。 - 回転軸と、
前記回転軸に固定された回転子ヨークと、
センサマグネットと
を備え、
前記センサマグネットは、
第1の極性の磁極を含む第1の磁極部と、
第2の極性の磁極を含む第2の磁極部と、
前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に形成された極間部と
を備え、
前記第1の磁極部、前記極間部、及び前記第2の磁極部は、軸線を中心とする円周方向に配列されており、
径方向における前記極間部の幅が、径方向における前記第1の磁極部の幅及び径方向における前記第2の磁極部の幅のいずれよりも大きい
回転子。 - 固定子と、
前記固定子の内部に配置された回転子と、
前記回転子の回転位置を検出する磁気センサと
を備え、
前記回転子は、
回転軸と、
前記回転軸に固定された回転子ヨークと、
前記磁気センサに対向する位置に配置されたセンサマグネットと
を有し、
前記センサマグネットは、
第1の極性の磁極を含む第1の磁極部と、
第2の極性の磁極を含む第2の磁極部と、
前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に形成された極間部と
を備え、
前記第1の磁極部、前記極間部、及び前記第2の磁極部は、軸線を中心とする円周方向に配列されており、
径方向における前記極間部の幅が、径方向における前記第1の磁極部の幅及び径方向における前記第2の磁極部の幅のいずれよりも大きい
電動機。 - 前記磁気センサは、前記第1の磁極部の内の、前記第1の磁極部の前記幅の中心位置よりも内側の領域に対向し、且つ前記センサマグネットから離間するように前記固定子に固定されている請求項13に記載の電動機。
- 室外機と、
前記室外機に接続された室内機と
前記室外機及び前記室内機の少なくとも一方に搭載された電動機と
を備え、
前記電動機は、
固定子と、
前記固定子の内部に配置された回転子と、
前記回転子の回転位置を検出する磁気センサと
を備え、
前記回転子は、
回転軸と、
前記回転軸に固定された回転子ヨークと、
前記磁気センサに対向する位置に配置されたセンサマグネットと
を有し、
前記センサマグネットは、
第1の極性の磁極を含む第1の磁極部と、
第2の極性の磁極を含む第2の磁極部と、
前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に形成された極間部と
を備え、
前記第1の磁極部、前記極間部、及び前記第2の磁極部は、軸線を中心とする円周方向に配列されており、
径方向における前記極間部の幅が、径方向における前記第1の磁極部の幅及び径方向における前記第2の磁極部の幅のいずれよりも大きい
空気調和機。
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