WO2020136753A1 - 回転センサ付き電動機の製造方法及び回転センサ付き電動機 - Google Patents

回転センサ付き電動機の製造方法及び回転センサ付き電動機 Download PDF

Info

Publication number
WO2020136753A1
WO2020136753A1 PCT/JP2018/047825 JP2018047825W WO2020136753A1 WO 2020136753 A1 WO2020136753 A1 WO 2020136753A1 JP 2018047825 W JP2018047825 W JP 2018047825W WO 2020136753 A1 WO2020136753 A1 WO 2020136753A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotation sensor
housing
axial direction
shaft
rotor unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/047825
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佑起 安岡
琢磨 野見山
畑　誠
宏史 池田
和馬 中口
Original Assignee
シンフォニアテクノロジー株式会社
三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シンフォニアテクノロジー株式会社, 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 filed Critical シンフォニアテクノロジー株式会社
Priority to JP2020562014A priority Critical patent/JPWO2020136753A1/ja
Priority to PCT/JP2018/047825 priority patent/WO2020136753A1/ja
Publication of WO2020136753A1 publication Critical patent/WO2020136753A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing an electric motor with a rotation sensor and an electric motor with a rotation sensor.
  • integrated electromechanical motor that integrates an electric motor and an inverter.
  • An example of this is an electric motor with a rotation sensor (for example, Patent Document 1).
  • the rotation sensor is provided, for example, so as to face a detection target portion (also referred to as a “sensor target”) provided in a rotor unit in which the rotor of the electric motor and the shaft are integrated. Detect rotation.
  • a detection target portion also referred to as a “sensor target”
  • An example of the rotation sensor is a magnetic sensor that detects magnetism.
  • an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electric motor with a rotation sensor and an electric motor with a rotation sensor that can stabilize the detection accuracy of the rotation sensor while suppressing an increase in the number of steps.
  • the present invention relates to a housing having therein a stator arranged in a circumferential direction, a shaft extending in an axial direction, and a rotor unit configured to rotate around the axial direction of the shaft, A rotor having a rotor located inside the diameter of the child and a detection target portion provided on the shaft, and having an outer diameter that does not interfere with the housing when the rotor is placed at a predetermined position inside the housing.
  • a shaft mounting portion that extends to one side in the direction and is mounted on the shaft; and a protruding portion that extends from the base portion to the other side in the axial direction and has an outer diameter dimension that is equal to or less than the outer diameter dimension of the base portion,
  • a manufacturing method for manufacturing an electric motor with a rotation sensor comprising the steps of assembling the rotor unit into the configuration described above, and inserting and fixing the rotor unit having the configuration from one side in the axial direction into the housing.
  • a method of manufacturing an electric motor with a rotation sensor comprising:
  • the present invention is a rotor unit configured to rotate about an axial direction of the housing, a housing having a stator arranged in the circumferential direction therein, an axially extending shaft, and It has a rotor located inside the diameter of the stator, and a detection target portion provided on the shaft, and has an outer diameter that does not interfere with the housing when it is arranged at a predetermined position inside the housing.
  • a rotor unit and a rotation sensor provided in the housing so as to face the detection target portion in the radial direction, wherein the detection target portion is a rotationally symmetric base with respect to the axial direction, and A shaft mounting portion that extends to one side in the axial direction and is mounted on the shaft; and a protruding portion that extends from the base portion to the other side in the axial direction and has an outer diameter dimension that is equal to or less than the outer diameter dimension of the base portion.
  • a motor with a rotation sensor is provided in the housing so as to face the detection target portion in the radial direction, wherein the detection target portion is a rotationally symmetric base with respect to the axial direction, and A shaft mounting portion that extends to one side in the axial direction and is mounted on the shaft; and a protruding portion that extends from the base portion to the other side in the axial direction and has an outer diameter dimension that is equal to or less than the outer diameter dimension of the base portion.
  • the protrusion is made of a magnetic material, and is composed of a plurality of salient poles provided at intervals in the circumferential direction with respect to the base, and the rotation sensor has a diameter outside the protrusion. It can be a magnetic sensor with a built-in permanent magnet provided at a position.
  • FIG. 1 is a radial half sectional view showing a schematic structure of an electric motor with a rotation sensor of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a detection target portion (first embodiment).
  • FIG. 3A is a schematic diagram showing the positional relationship between the detection target portion (first embodiment) and the rotation sensor.
  • FIG. 3B is a graph showing changes in the output signal of the rotation sensor.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a detection target portion (second embodiment).
  • the electric motor 1 with a rotation sensor of this embodiment includes a housing 2, a rotor unit 4, and a rotation sensor 5, as shown in FIG. 1 which is a schematic view. Since the structure of the electric motor part is the same as that of a general electric motor, detailed description will not be given.
  • the electric motor 1 with a rotation sensor according to the present embodiment is incorporated in a supercharger for an automobile and used to assist the rotation of a turbine.
  • this is merely an example, and the use of the electric motor 1 with a rotation sensor is not limited to this.
  • the housing 2 constitutes an exterior of the electric motor 1 with a rotation sensor, and has a stator 3 arranged in the circumferential direction inside.
  • the housing 2 of this embodiment is a substantially cylindrical body that extends in the axial direction (the left-right direction in FIG. 1).
  • the right end portion in FIG. 1 is closed, and the left end portion is closed except for the portion through which the shaft 41 and the bearing 44 pass during assembly.
  • this is only an example, and the configuration of the housing 2 is not limited. Since the rotor 42 rotates around the axial direction so as to face the stator 3, the radially inner surface of the stator 3 is arranged along a curved surface having a constant curvature.
  • a circuit board (not shown, the same applies hereinafter) for performing measurement, control, and the like on the electric motor 1 with a rotation sensor is provided inside the housing 2, a circuit board (not shown, the same applies hereinafter) for performing measurement, control, and the like on the electric motor 1 with a rotation sensor is provided.
  • the rotor unit 4 is arranged inside the housing 2.
  • the rotor unit 4 includes a shaft 41 extending in the axial direction, a rotor 42 located inside the stator 3, and a detection target portion (sensor target) 43 provided on the shaft 41.
  • the rotor unit 4 has a bearing 44.
  • the bearing 44 is fixed to the housing 2 at two axially separated locations.
  • the shaft 41 is rotatably supported by the bearing 44. Therefore, the shaft 41, the rotor 42, and the detection target portion 43 integrally rotate around the shaft 41 in the axial direction.
  • the rotor unit 4 has an outer diameter that does not interfere with the housing 2 when the rotor unit 4 is arranged at a predetermined position inside the housing 2. Specifically, in the insertion direction of the rotor unit 4 during assembly (rightward in FIG. 1 ), the outer diameter dimension of the portion of the rotor unit 4 located on the back side of each bearing 44 is the same as that of each bearing 44. It is formed smaller than the outer diameter. Since the rotor unit 4 is shaped so as not to interfere with the housing 2 as described above, the rotor unit 4 in the completed state is left as it is in one state in the axial direction (the front side in the insertion direction) as it is. It can be fixed after being inserted into the housing 2 from the side).
  • the rotation sensor 5 provided in the housing 2 is provided to face the detection target portion 43 in the radial direction.
  • a magnetic sensor that magnetically detects such as a Hall IC, is used.
  • the rotation sensor 5 is shown in a floating state in FIG. 1, it is actually fixed to the housing 2.
  • the detection target portion 43 is attached to the tip end portion (right end portion in FIG. 1) of the shaft 41, and includes a base portion 431, a shaft mounting portion 432, and a protruding portion 433.
  • the base 431 has a rotationally symmetrical shape with respect to the axial direction.
  • the base portion 431 of the present embodiment is a substantially disc-shaped portion having a small axial thickness.
  • a through hole 4311 penetrates in the axial direction at the center of the base portion 431 as viewed in the axial direction.
  • the screw shaft 411 formed at the tip of the shaft 41 penetrates through the through hole 4311.
  • the nut 412 and the washer 413 are passed through the screw shaft 411, and the nut 412 is screwed in, whereby the detection target portion 43 can be fixed to the shaft 41.
  • the shaft mounting portion 432 is a portion that extends from the base portion 431 to one side in the axial direction (left side in FIG. 1) and is mounted on the shaft 41.
  • the shaft mounting portion 432 of the present embodiment is a substantially cylindrical portion that covers the outer diameter of the shaft 41.
  • the inner diameter of the shaft mounting portion 432 is substantially equal to the outer diameter of the tip portion of the shaft 41.
  • the base end portion (the left end portion in FIG. 1) of the shaft mounting portion 432 contacts the tip end surface of the inner ring of the bearing 44 or the step 414 formed on the shaft 41.
  • the protruding portion 433 is a portion that extends from the base portion 431 to the other side in the axial direction (right side in FIG. 1) and has an outer diameter dimension that is equal to or less than the outer diameter dimension of the base portion 431. In this embodiment, they have the same diameter.
  • the rotation sensor 5 since the rotation sensor 5 is provided so as to face the detection target portion 43 in the radial direction, even if the protrusion 433 is slightly displaced from the rotation sensor 5 in the axial direction, the rotation sensor 5 5 and the radial distance between the outer peripheral surface of the protrusion 433 do not change. Therefore, it is highly adaptable to the positional deviation in the axial direction.
  • the protruding portion 433 does not protrude radially outward from the outer peripheral edge of the base portion 431.
  • the centrifugal force at the time of rotation becomes large, and the moment of inertia also increases. I had a problem.
  • the protrusion 433 of the present embodiment is advantageous in that such a problem is unlikely to occur. Therefore, the rotation characteristic (for example, the rotation acceleration characteristic) of the electric motor 1 with the rotation sensor can be improved. Therefore, it is advantageous when used at a high rotation speed.
  • the detection target unit 43 will be described by exemplifying the first and second embodiments.
  • the configuration of the detection target unit 43 is not limited to the configurations illustrated above. It should be noted that the functionally common portions in the respective embodiments are denoted by the same reference numerals in the drawings, and duplicate description will be omitted.
  • the detection target part 43 of the first embodiment has the shape shown in FIG.
  • the protruding portion 433 is made of a magnetic material (specifically, a ferromagnetic material), and has two salient poles provided at intervals in the circumferential direction with respect to the base portion 431. It is composed of 4331 and 4331. Specifically, two salient poles 4331 and 4331 project from the base 431 at every 180 degrees in the circumferential direction.
  • each salient pole 4331 is formed over 90 degrees in the circumferential direction. Note that FIG. 1 shows a state in which the detection target unit 43 of the first embodiment is incorporated. As shown in FIGS.
  • the detection target portion 43 of the first embodiment has a taper shape in which the proximal end side is larger than the distal end side in terms of the radial thickness dimension.
  • the first embodiment only the inner peripheral surface is tapered. Due to this tapered shape, the thick base end can counter the shearing force applied to the base end of each salient pole 4331 at the start of rotation, while being advantageous in that it can be made lighter than a uniform thickness as a whole. Is.
  • the tip portion is lightweight, the behavior that the tip portion of each salient pole 4331 opens (deforms radially outward) when the detection target portion 43 rotates is reduced.
  • the rotation sensor 5 corresponding to the detection target portion 43 of the first embodiment is a magnetic sensor with a built-in permanent magnet, which is provided outside the diameter of the protrusion 433.
  • the rotation sensor 5 is arranged in the positional relationship schematically shown in FIG. 3A.
  • the relationship between the rotation angle of the rotation sensor 5 and the output is as shown in FIG. 3B.
  • the rotation angle shown in FIG. 3B indicates the rotation angle associated with the rising edge of the detection signal. That is, when the salient pole 4331 is located opposite to the rotation sensor 5, the output of the rotation sensor 5 becomes large (“H” in the figure). On the other hand, the output of the rotation sensor 5 is small when the salient pole 4331 is not located facing the rotation sensor 5 (“L” in the figure).
  • each salient pole 4331 is formed over 90 degrees in the circumferential direction as described above, a gap between two adjacent salient poles 4331, 4331 also exists for 90 degrees in the circumferential direction. Therefore, as shown in FIG. 3B, “H” and “L” alternately appear every 90 degrees. The rotation can be detected from such a change in the output value.
  • the detection target part 43 of the second embodiment has the shape shown in FIG.
  • the basic shape is the same as in the first embodiment.
  • the protruding portion 433 of the second embodiment has a complementary portion 4332 that fills the space between the two salient poles 4331, 4331 similar to that of the first embodiment in the circumferential direction. Therefore, the protrusion 433 of the second embodiment has a substantially cylindrical shape.
  • the complementary portion 4332 is made of a non-magnetic material or a magnetic material having weaker magnetism than the magnetic material forming the salient poles 4331.
  • the rotation sensor 5 corresponding to the detection target portion 43 of the second embodiment is a magnetic sensor with a built-in permanent magnet, as in the first embodiment.
  • a method of manufacturing the electric motor 1 with the rotation sensor will be described.
  • a step of completing the stationary unit by mounting the stator 3 and the circuit board including the rotation sensor 5 on the housing 2 and performing necessary electrical wiring is performed.
  • the rotation sensor 5 may be provided separately from the circuit board.
  • a step of completing the rotor unit 4 that is, a step of assembling the rotor unit 4 to have the above configuration
  • a step of inserting and fixing the completed rotor unit 4 into the housing 2 from one side (the left side in FIG. 1) in the axial direction is performed.
  • the fixing of the rotor unit 4 is performed by fixing the bearing 44 included in the rotor unit 4 to the inner surface of the housing 2.
  • the rotor unit 4 has an outer diameter that does not interfere with the housing 2 when the rotor unit 4 is arranged at a predetermined position inside the housing 2, it is possible to simply move the rotor unit 4 in the axial direction.
  • the rotor unit 4 can be fixed to the housing 2.
  • the positional relationship between the rotation sensor 5 and the detection target portion 43 is determined. Therefore, for example, the process can be simplified as compared with the case where the process of assembling only the detection target portion 43 later is required.
  • the mounting position of the detection target portion 43 with respect to the rotor unit 4 is less likely to vary, it is possible to suppress the detection accuracy of the rotation sensor 5 from being affected. The manufacturing method is thus advantageous.
  • the housing 2 having the stator 3 arranged in the circumferential direction therein, the shaft 41 extending in the axial direction, and the rotor unit 4 configured to rotate around the shaft 41 in the axial direction.
  • it has a rotor 42 located inside of the stator 3 and a detection target portion 43 provided on the shaft 41, and is arranged at a predetermined position inside the housing 2.
  • the rotor unit 4 having an outer diameter that does not interfere with the housing 2 and a rotation sensor 5 provided in the housing 2 so as to face the detection target portion 43 in the radial direction are provided.
  • a manufacturing method for manufacturing a motor 1 with a rotation sensor comprising: a protrusion 433 having a cage outer diameter dimension that is equal to or less than an outer diameter dimension of the base portion 431. And a step of inserting the rotor unit 4 having the above configuration into the housing 2 from one side in the axial direction and fixing the rotor unit 4 in the axial direction.
  • the housing 2 having therein the stator 3 arranged in the circumferential direction, the shaft 41 extending in the axial direction, and the rotor unit configured to rotate around the axial direction of the shaft 41.
  • 4 has a rotor 42 located radially inside the stator 3 and a detection target portion 43 provided on the shaft 41, and rotates around the axial direction of the shaft 41.
  • a rotor unit 4 having an outer diameter that does not interfere with the housing 2 when it is arranged at a predetermined position inside the housing 2, and faces the detection target portion 43 in the housing 2 in the radial direction.
  • a rotation sensor 5 provided as a shaft, wherein the detection target portion 43 has a rotationally symmetric base portion 431 with respect to the axial direction, and a shaft extending from the base portion 431 to one side in the axial direction and attached to the shaft 41.
  • the motor 1 with a rotation sensor includes a mounting portion 432 and a protrusion 433 that extends from the base portion 431 to the other side in the axial direction and has an outer diameter dimension that is equal to or less than the outer diameter dimension of the base portion 431.
  • the assembly of the electric motor 1 with the rotation sensor is easy, and the positional relationship between the housing 2 as the casing and the rotor unit 4 is unlikely to vary.
  • the protrusion 433 is made of a magnetic material, and is composed of a plurality of salient poles 4331 that are circumferentially spaced from the base 431.
  • the rotation sensor 5 has a diameter of the protrusion 433.
  • a magnetic sensor with a built-in permanent magnet provided at an outer position can be used.
  • the assembly of the rotation sensor-equipped electric motor 1 is easy, and the positional relationship between the housing 2 that is the casing and the rotor unit 4 is unlikely to vary. Therefore, the detection accuracy of the rotation sensor 5 can be stabilized while suppressing an increase in the number of steps.
  • the number of salient poles 4331 is not limited to this and may be one or more. However, if the weight is unevenly distributed in the circumferential direction, it may cause vibration. Therefore, it is preferable that the number of salient poles 4331 is not one but two or more. When the number of salient poles 4331 is one, in order to suppress the deviation of weight in the circumferential direction, it is preferable to provide the complementary portion 4332 as in the second embodiment.
  • the outer peripheral surface of the protruding portion 433 in the detection target portion 43 is parallel to the axial direction in the first embodiment, the outer peripheral surface may be a tapered surface like the inner peripheral surface.
  • each salient pole 4331 of the first embodiment has a shape in which the thickness gradually decreases toward the tip side, and there is no step in the middle.
  • the present invention is not limited to this, and a step may be provided on the way.
  • the protruding portion 433 can be reinforced by fitting a resin ring, which is separate from the detection target portion 43, or by applying a resin coating to the outer diameter position of the protruding portion 433.
  • the rotation sensor is provided to face the detection target portion in the radial direction, but it may be provided to face the detection target portion in the axial direction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

固定子３を内部に有するハウジング２と、シャフト４１、回転子４２、検出対象部４３を有しており、前記ハウジング２の内部の所定位置に配置するに際して当該ハウジング２に干渉しない外径を有する回転子ユニット４と、前記ハウジング２に設けられる回転センサ５と、を備え、前記検出対象部４３が、基部４３１と、シャフト装着部４３２と、外径寸法が前記基部４３１の外径寸法以下とされた突出部４３３とを備えた、回転センサ付き電動機１を製造するための製造方法であって、前記回転子ユニット４を組み立てて前記構成とする工程と、前記構成の前記回転子ユニット４を軸方向における一方から前記ハウジング２に挿入して固定する工程と、を有する、回転センサ付き電動機１の製造方法である。

Description

回転センサ付き電動機の製造方法及び回転センサ付き電動機
　本発明は、回転センサ付き電動機の製造方法及び回転センサ付き電動機に関するものである。
　電動機とインバータとを一体化したいわゆる「機電一体型電動機」が存在している。この一例として回転センサ付き電動機がある（例えば特許文献１）。
　回転センサは、例えば、電動機の回転子とシャフトが一体になった回転子ユニットに設けられた検出対象部（「センサターゲット」ともいう）に対向するように設けられたことで、回転子ユニットの回転を検知する。回転センサの一例としては、磁気を検知する磁気センサが挙げられる。
日本国特許第６０７１８５０号公報
　ここで、検出対象部の外径寸法によっては、回転子ユニットを固定子が設けられたケーシングに組み付ける工程と、前記工程終了後に検出対象部を回転子ユニットに取り付ける工程とが必要であった。この場合、工程が増加するという問題がある。また、回転子ユニットの組付け工程と検出対象部の取り付け工程を別々に実施すると、取り付け誤差により、回転子ユニットに対する検出対象部の取り付け位置にばらつきが生じてしまいやすくなる。そうなると、回転センサの検出精度に影響が出るため好ましくない。
　そこで本発明は、工程の増加を抑制しつつ、回転センサの検出精度を安定させることができる、回転センサ付き電動機の製造方法及び回転センサ付き電動機を提供することを課題とする。
　本発明は、周方向に配置された固定子を内部に有するハウジングと、軸方向に延びるシャフト、及び、前記シャフトの軸方向周りに回転するように構成された回転子ユニットであって、前記固定子の径内側に位置する回転子、及び、前記シャフトに設けられた検出対象部を有しており、かつ、前記ハウジングの内部の所定位置に配置するに際して当該ハウジングに干渉しない外径を有する回転子ユニットと、前記ハウジング内において前記検出対象部に対し径方向に対向して設けられる回転センサと、を備え、前記検出対象部が、軸方向基準で回転対称形状の基部と、前記基部から軸方向一方側に延びており前記シャフトに装着されるシャフト装着部と、前記基部から軸方向他方側に延びており外径寸法が前記基部の外径寸法以下とされた突出部とを備えた、回転センサ付き電動機を製造するための製造方法であって、前記回転子ユニットを組み立てて前記構成とする工程と、前記構成の前記回転子ユニットを軸方向における一方から前記ハウジングに挿入して固定する工程と、を有する、回転センサ付き電動機の製造方法である。
　そして本発明は、周方向に配置された固定子を内部に有するハウジングと、軸方向に延びるシャフト、及び、前記シャフトの軸方向周りに回転するように構成された回転子ユニットであって、前記固定子の径内側に位置する回転子、及び、前記シャフトに設けられた検出対象部を有しており、かつ、前記ハウジングの内部の所定位置に配置するに際して当該ハウジングに干渉しない外径を有する回転子ユニットと、前記ハウジング内において前記検出対象部に対し径方向に対向して設けられる回転センサと、を備え、前記検出対象部が、軸方向基準で回転対称形状の基部と、前記基部から軸方向一方側に延びており前記シャフトに装着されるシャフト装着部と、前記基部から軸方向他方側に延びており外径寸法が前記基部の外径寸法以下とされた突出部とを備えた、回転センサ付き電動機である。
　そして、本発明は、前記突出部は、磁性体からなり、前記基部に対して周方向に間隔をおいて設けられた複数の突極から構成され、前記回転センサは、前記突出部の径外位置に設けられた永久磁石内蔵型の磁気センサとできる。
図１は、本実施形態の回転センサ付き電動機の概略構造を示す径方向の半断面図である。 図２は、検出対象部（第１実施形態）を示す斜視図である。 図３Ａは検出対象部（第１実施形態）と回転センサの位置関係を示す概略図である。 図３Ｂは回転センサの出力信号の変化を示すグラフである。 図４は、検出対象部（第２実施形態）を示す斜視図である。
　本発明につき実施形態を例示して、図面とともに以下説明を行う。なお、以下の「軸方向」は図１における左右方向に対応し、「径方向」は図１における上下方向に対応している。また、「周方向」は軸方向に対して取り巻く方向である。
　本実施形態の回転センサ付き電動機１は、概略図である図１に示すように、ハウジング２、回転子ユニット４、回転センサ５を備える。なお、電動機部分の構成は一般的な電動機の構成と同じであるため、詳細な説明は行わない。ちなみに、本実施形態の回転センサ付き電動機１は、自動車用過給器に組み込んでタービンの回転を補助するために用いられる。ただし、これは一例に過ぎず、回転センサ付き電動機１の用途はこれに限定されない。
　ハウジング２は、回転センサ付き電動機１の外装を構成しており、周方向に配置された固定子３を内部に有する。本実施形態のハウジング２は、軸方向（図１の左右方向）に延びる略円筒状体である。図１における右端部については閉じられており、同左端部については、組み立て時にシャフト４１及び軸受４４が通る部分を除いて閉じられている。ただしこれは一例に過ぎず、ハウジング２の構成が限定されるものではない。固定子３に対向して回転子４２が軸方向周りに回転することから、固定子３の径方向内面は一定曲率の湾曲面に沿って配置される。ハウジング２の内部には、回転センサ付き電動機１に関する計測、制御等を行う回路基板（図示せず、以下同じ）が設けられている。
　回転子ユニット４はハウジング２の内部に配置される。この回転子ユニット４は、軸方向に延びるシャフト４１、及び、前記固定子３の径内側に位置する回転子４２、及び、前記シャフト４１に設けられた検出対象部（センサターゲット）４３を有する。
　回転子ユニット４は軸受４４を有する。この軸受４４が軸方向に分かれた二箇所でハウジング２に固定されている。この軸受４４によりシャフト４１が回転可能に支持される。このため、シャフト４１、回転子４２、検出対象部４３が一体で、シャフト４１の軸方向周りに回転する。
　また、この回転子ユニット４は、ハウジング２の内部の所定位置に配置するに際して当該ハウジング２に干渉しない外径を有する。具体的には、組み立て時の回転子ユニット４の挿入方向（図１における右方向）において、回転子ユニット４で各軸受４４の奥側に位置する部分の外径寸法が、当該各軸受４４の外径寸法よりも小さく形成されている。このように回転子ユニット４がハウジング２に対して干渉しない形状とされていることから、後述のように完成状態の回転子ユニット４を、そのままの状態で、軸方向における一方（挿入方向の手前側）からハウジング２に挿入した上で固定することが可能である。
　ハウジング２に設けられた回転センサ５は、検出対象部４３に対し径方向に対向して設けられている。この回転センサ５としては、ホールＩＣを用いたもの等、磁気により検出を行う磁気センサが用いられている。なお、図１において回転センサ５は浮いて示されているが、実際にはハウジング２に固定されている。
　検出対象部４３は、シャフト４１の先端部（図１における右端部）に取り付けられるものであって、基部４３１、シャフト装着部４３２、突出部４３３を備える。
　基部４３１は、軸方向基準で回転対称形状とされている。本実施形態の基部４３１は、軸方向の厚みが小さい略円板状の部分である。基部４３１の軸方向視中央には、貫通穴４３１１が軸方向に貫通している。この貫通穴４３１１には、シャフト４１の先端部に形成されたねじ軸４１１が貫通する。このねじ軸４１１にナット４１２とワッシャ４１３が通されて、ナット４１２がねじ込まれることで、検出対象部４３をシャフト４１に対して固定できる。
　シャフト装着部４３２は、基部４３１から軸方向一方側（図１における左側）に延びておりシャフト４１に装着される部分である。本実施形態のシャフト装着部４３２は、シャフト４１の径外を覆う略円筒状の部分である。シャフト装着部４３２の内径はシャフト４１の先端部の外径と略一致している。シャフト装着部４３２の基端部（図１における左端部）は、軸受４４における内輪の先端面、または、シャフト４１に形成されている段差４１４に当接する。これにより、検出対象部４３が軸方向にずれないようにでき、前述のナットねじ込みによって、検出対象部４３をシャフト４１に確実に固定できる。
　突出部４３３は、基部４３１から軸方向他方側（図１における右側）に延びており外径寸法が基部４３１の外径寸法以下とされた部分である。本実施形態では同径とされている。前述のように、回転センサ５は、検出対象部４３に対し径方向に対向して設けられていることから、回転センサ５に対して突出部４３３が軸方向に多少ずれたとしても、回転センサ５と突出部４３３の外周面との径方向距離は変化しない。このため、軸方向の位置ずれへの対応性が高い。また、突出部４３３は基部４３１の外周縁よりも径外方向に突出しない。ここで、例えば特許文献１の図５（ｂ）に示されたような、径方向に突出した部分を有する形状の検出対象部では、回転時の遠心力が大きくなり、また、慣性モーメントが増大してしまう問題があった。これに対して、本実施形態の突出部４３３ではこのような問題が生じにくい点で有利である。よって、回転センサ付き電動機１の回転特性（例えば、回転加速特性）を良好にできる。このため、高回転で使用する場合において有利である。
　以下、検出対象部４３に関して第１～第２実施形態を例示して説明する。ただし、検出対象部４３の構成がこれら例示した構成に限定されるわけではない。なお、各実施形態において機能的に共通する部分は、図において同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。
　第１実施形態の検出対象部４３は図２に示す形状である。第１実施形態の検出対象部４３において、突出部４３３は、磁性体（具体的には強磁性体）からなり、基部４３１に対して周方向に間隔をおいて設けられた２個の突極４３３１，４３３１から構成されている。具体的には周方向で１８０度おきに２個の突極４３３１，４３３１が基部４３１から突出している。突極４３３１，４３３１を基部４３１に対して周方向に間隔をおいて設けることで、突出部４３３の有無、つまり、突出部４３３において実体のある部分（突極４３３１）とそうでない部分（空間）という、異なる形態の部分が周方向に隣り合っていることから、回転センサ５における磁束密度の変化を明確にできる。このため、回転センサ５による確実な検出が可能である。各突極４３３１は周方向で９０度にわたって形成されている。なお、図１は第１実施形態の検出対象部４３を組み込んだ状態を示している。図１及び図２に示すように、第１実施形態の検出対象部４３は、径方向の厚さ寸法につき、先端側よりも基端側の方が大きいテーパ形状とされている。第１実施形態では、内周面のみがテーパ面とされている。このテーパ形状により、厚みのある基端部にて、回転開始時に各突極４３３１の基端部にかかるせん断力に対抗できつつ、全体としては均一厚さのものよりも軽量化できる点で有利である。また、先端部が軽量であるから、検出対象部４３の回転時に各突極４３３１の先端部が開く（径外方向に変形する）ような挙動が減少する。
　第１実施形態の検出対象部４３に対応した回転センサ５は、突出部４３３の径外位置に設けられた永久磁石内蔵型の磁気センサである。この回転センサ５は、図３Ａに略示した位置関係に配置される。回転センサ５の回転角と出力との関係は、図３Ｂに示されたようになる。なお、図３Ｂに示した回転角は、検出信号の立ち上がりに係る回転角を示している。つまり、回転センサ５に対向して突極４３３１が位置した場合に回転センサ５の出力が大きくなる（図中の「Ｈ」）。一方、回転センサ５に対向して突極４３３１が位置しない場合の回転センサ５の出力は小さい（図中の「Ｌ」）。前述のように各突極４３３１は周方向で９０度にわたって形成されているから、隣り合う２個の突極４３３１，４３３１間における隙間も周方向で９０度分存在する。このため、図３Ｂに示すように、「Ｈ」と「Ｌ」が９０度毎に交互に現れる。このような出力値の変化から、回転検出が可能である。
　第２実施形態の検出対象部４３は図４に示す形状である。基本的形状は第１実施形態と同じである。第２実施形態の突出部４３３は、第１実施形態と同様である２個の突極４３３１，４３３１の間を周方向に埋める補完部４３３２を有している。このため、第２実施形態の突出部４３３は略円筒状となっている。補完部４３３２は非磁性体、または、突極４３３１を構成する磁性体よりも磁性の弱い磁性体から構成されている。補完部４３３２を設けることによって突出部４３３を略円筒状とすることにより、回転時に発生する風切音を抑制できる。このため、回転センサ付き電動機１の低騒音化に貢献できる。また、風損も抑制できることから、回転抵抗を小さくできる点でも有利である。ここで、例えば特許文献１の図５（ｂ）に示されたような、径方向に突出した部分を有する形状の検出対象部では、風切音や風損の問題があった。これに対して、第２実施形態の突出部４３３では、このような問題が生じることがなく有利である。第２実施形態の検出対象部４３に対応した回転センサ５は、第１実施形態と同様、永久磁石内蔵型の磁気センサである。
　次に、回転センサ付き電動機１の製造方法について説明する。まず、ハウジング２に固定子３、及び、回転センサ５を含む回路基板を組み付け、必要な電気配線を行うことで、固定側ユニットを完成させる工程を実施する。なお、回転センサ５を回路基板とは別個に設けることもできる。そして、前記工程に並行して、または、前記工程の後に、回転子ユニット４を完成状態とする工程（つまり、回転子ユニット４を組み立てて前記構成とする工程）を実施する。次に、完成状態の前記回転子ユニット４を軸方向における一方（図１に示す左方）から前記ハウジング２に挿入して固定する工程を実施する。回転子ユニット４の固定は、回転子ユニット４が備える軸受４４をハウジング２の内面に固定することで行われる。
　前述のように、回転子ユニット４が、ハウジング２の内部の所定位置に配置するに際して当該ハウジング２に干渉しない外径を有することから、回転子ユニット４をただ単に軸方向に移動するだけで、ハウジング２に対して回転子ユニット４を固定できる。この固定の工程が終わると、回転センサ５と検出対象部４３の位置関係が定まる。このため、例えば後で検出対象部４３だけを組み付ける工程が必要な場合に比べて、工程を単純化できる。また、回転子ユニット４に対する検出対象部４３の取り付け位置にばらつきが生じにくいため、回転センサ５の検出精度に影響が出ることを抑制できる。本製造方法は、このように有利である。
　前記実施形態に関する構成と作用につき、以下にまとめて記載する。前記実施形態は、周方向に配置された固定子３を内部に有するハウジング２と、軸方向に延びるシャフト４１、及び、前記シャフト４１の軸方向周りに回転するように構成された回転子ユニット４であって、前記固定子３の径内側に位置する回転子４２、及び、前記シャフト４１に設けられた検出対象部４３を有しており、かつ、前記ハウジング２の内部の所定位置に配置するに際して当該ハウジング２に干渉しない外径を有する回転子ユニット４と、前記ハウジング２内において前記検出対象部４３に対し径方向に対向して設けられる回転センサ５と、を備え、前記検出対象部４３が、軸方向基準で回転対称形状の基部４３１と、前記基部４３１から軸方向一方側に延びており前記シャフト４１に装着されるシャフト装着部４３２と、前記基部４３１から軸方向他方側に延びており外径寸法が前記基部４３１の外径寸法以下とされた突出部４３３とを備えた、回転センサ付き電動機１を製造するための製造方法であって、前記回転子ユニット４を組み立てて前記構成とする工程と、前記構成の前記回転子ユニット４を軸方向における一方から前記ハウジング２に挿入して固定する工程と、を有する、回転センサ付き電動機１の製造方法である。
　そして前記実施形態は、周方向に配置された固定子３を内部に有するハウジング２と、軸方向に延びるシャフト４１、及び、前記シャフト４１の軸方向周りに回転するように構成された回転子ユニット４であって、前記固定子３の径内側に位置する回転子４２、及び、前記シャフト４１に設けられた検出対象部４３を有しており、前記シャフト４１の軸方向周りに回転するものであって、かつ、前記ハウジング２の内部の所定位置に配置するに際して当該ハウジング２に干渉しない外径を有する回転子ユニット４と、前記ハウジング２内において前記検出対象部４３に対し径方向に対向して設けられる回転センサ５と、を備え、前記検出対象部４３が、軸方向基準で回転対称形状の基部４３１と、前記基部４３１から軸方向一方側に延びており前記シャフト４１に装着されるシャフト装着部４３２と、前記基部４３１から軸方向他方側に延びており外径寸法が前記基部４３１の外径寸法以下とされた突出部４３３とを備えた、回転センサ付き電動機１である。
　前記方法または前記構成によれば、回転センサ付き電動機１の組み立てが容易であり、しかも、ケーシングであるハウジング２と回転子ユニット４との位置関係にばらつきが生じにくい。
　そして、前記突出部４３３は、磁性体からなり、前記基部４３１に対して周方向に間隔をおいて設けられた複数の突極４３３１から構成され、前記回転センサ５は、前記突出部４３３の径外位置に設けられた永久磁石内蔵型の磁気センサとできる。
　この構成によれば、突出部４３３における複数の突極４３３１を基部４３１に対して周方向に間隔をおいて設けることで、突出部４３３（突極４３３１）の有無により確実な検出が可能である。
　以上のように、前記実施形態は、回転センサ付き電動機１の組み立てが容易であり、しかも、ケーシングであるハウジング２と回転子ユニット４との位置関係にばらつきが生じにくい。よって、工程の増加を抑制しつつ、回転センサ５の検出精度を安定させることができる。
　以上、本発明につき一実施形態を取り上げて説明してきたが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　例えば、前記第１実施形態の検出対象部４３では、突極４３３１が２個とされていたが、これに限られず、１個以上の種々の個数とできる。ただし、周方向に重量の偏りがあると、振動の原因になることから、突極４３３１は１個ではなく２個以上の個数とすることが好ましい。突極４３３１を１個とする場合は、周方向での重量の偏りを抑制するため、第２実施形態のように補完部４３３２を設けるとよい。
　また、検出対象部４３における突出部４３３の外周面は、前記第１実施形態では軸方向に平行とされていたが、外周面も内周面と同様にテーパ面としてもよい。
　また、前記第１実施形態の各突極４３３１は、図１及び図２に示すように、先端側に向かうにつれ順次薄くなる形状であって、途中に段差がないものであった。しかしこれに限られず、途中に段差を設けることもできる。
　また、突出部４３３の径外位置に、検出対象部４３とは別体の樹脂リングを嵌めたり、樹脂コーティングを施したりすることで、突出部４３３を補強することもできる。
　また、前記実施形態では、回転センサを検出対象部に対し径方向に対向して設けていたが、場合によっては、軸方向に対向して設けることもできる。
　　　１　　　　　回転センサ付き電動機
　　　２　　　　　ハウジング
　　　３　　　　　固定子
　　　４　　　　　回転子ユニット
　　　４１　　　　シャフト
　　　４２　　　　回転子
　　　４３　　　　検出対象部
　　　４３１　　　基部
　　　４３２　　　シャフト装着部
　　　４３３　　　突出部
　　　４３３１　　突極
　　　４３４　　　永久磁石
　　　５　　　　　回転センサ
 
 

Claims (3)

  1. 　周方向に配置された固定子を内部に有するハウジングと、
    　軸方向に延びるシャフト、及び、前記シャフトの軸方向周りに回転するように構成された回転子ユニットであって、前記固定子の径内側に位置する回転子、及び、前記シャフトに設けられた検出対象部を有しており、かつ、前記ハウジングの内部の所定位置に配置するに際して当該ハウジングに干渉しない外径を有する回転子ユニットと、
    　前記ハウジング内において前記検出対象部に対し径方向に対向して設けられる回転センサと、を備え、
    　前記検出対象部が、軸方向基準で回転対称形状の基部と、前記基部から軸方向一方側に延びており前記シャフトに装着されるシャフト装着部と、前記基部から軸方向他方側に延びており外径寸法が前記基部の外径寸法以下とされた突出部とを備えた、回転センサ付き電動機を製造するための製造方法であって、
    　前記回転子ユニットを組み立てて前記構成とする工程と、
    　前記構成の前記回転子ユニットを軸方向における一方から前記ハウジングに挿入して固定する工程と、
    を有する、回転センサ付き電動機の製造方法。
  2. 　周方向に配置された固定子を内部に有するハウジングと、
    　軸方向に延びるシャフト、及び、前記シャフトの軸方向周りに回転するように構成された回転子ユニットであって、前記固定子の径内側に位置する回転子、及び、前記シャフトに設けられた検出対象部を有しており、かつ、前記ハウジングの内部の所定位置に配置するに際して当該ハウジングに干渉しない外径を有する回転子ユニットと、
    　前記ハウジング内において前記検出対象部に対し径方向に対向して設けられる回転センサと、を備え、
    　前記検出対象部が、軸方向基準で回転対称形状の基部と、前記基部から軸方向一方側に延びており前記シャフトに装着されるシャフト装着部と、前記基部から軸方向他方側に延びており外径寸法が前記基部の外径寸法以下とされた突出部とを備えた、回転センサ付き電動機。
  3. 　前記突出部は、磁性体からなり、前記基部に対して周方向に間隔をおいて設けられた複数の突極から構成され、
    　前記回転センサは、前記突出部の径外位置に設けられた永久磁石内蔵型の磁気センサである、請求項２に記載の回転センサ付き電動機。
     
     
PCT/JP2018/047825 2018-12-26 2018-12-26 回転センサ付き電動機の製造方法及び回転センサ付き電動機 WO2020136753A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020562014A JPWO2020136753A1 (ja) 2018-12-26 2018-12-26 回転センサ付き電動機の製造方法及び回転センサ付き電動機
PCT/JP2018/047825 WO2020136753A1 (ja) 2018-12-26 2018-12-26 回転センサ付き電動機の製造方法及び回転センサ付き電動機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/047825 WO2020136753A1 (ja) 2018-12-26 2018-12-26 回転センサ付き電動機の製造方法及び回転センサ付き電動機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020136753A1 true WO2020136753A1 (ja) 2020-07-02

Family

ID=71129291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/047825 WO2020136753A1 (ja) 2018-12-26 2018-12-26 回転センサ付き電動機の製造方法及び回転センサ付き電動機

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2020136753A1 (ja)
WO (1) WO2020136753A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033850A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Keihin Corp ブラシレスモータ及びその製造方法
WO2012131750A1 (ja) * 2011-03-25 2012-10-04 三菱電機株式会社 モータ
WO2012176911A1 (ja) * 2011-06-23 2012-12-27 株式会社ニコン エンコーダ、エンコーダの取付方法、エンコーダの交換方法、及びモータ装置
JP2018038172A (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 日本電産サンキョー株式会社 モータの製造方法およびモータ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033850A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Keihin Corp ブラシレスモータ及びその製造方法
WO2012131750A1 (ja) * 2011-03-25 2012-10-04 三菱電機株式会社 モータ
WO2012176911A1 (ja) * 2011-06-23 2012-12-27 株式会社ニコン エンコーダ、エンコーダの取付方法、エンコーダの交換方法、及びモータ装置
JP2018038172A (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 日本電産サンキョー株式会社 モータの製造方法およびモータ

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020136753A1 (ja) 2021-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4687871B2 (ja) アキシャルギャップ型電動機
US20110181221A1 (en) Motor
KR20120089212A (ko) 브러시리스 ｄｃ모터
US20150093271A1 (en) Brushless motor and fan using the motor
JP5803567B2 (ja) ステータ固定構造
US10958138B2 (en) Motor
JP2009022096A (ja) モータのロータ及びブラシレスモータ
WO2001023768A1 (fr) Palier de butee magnetique
JP5684529B2 (ja) モータ
JP5946796B2 (ja) 回転機械の回転を検出する回転検出器、および回転検出器を備えるシステム
JP2007221977A (ja) ブラシレスモータ
JP2006158005A (ja) レゾルバロータの固定構造
JP6850304B2 (ja) 回転位置検出装置
JP2012228024A (ja) レゾルバ
WO2020136753A1 (ja) 回転センサ付き電動機の製造方法及び回転センサ付き電動機
JP2008245414A (ja) ブラシレスモータ
JP2009273292A (ja) ブラシレスモータ
JP6662213B2 (ja) 回転電動機、及び回転電動機の組み立て方法
JPH08182294A (ja) 回転電機
JP2019058015A (ja) モータ及びモータの製造方法
JP5290608B2 (ja) アキシャルギャップモータ
JP2020048358A (ja) 回転センサ付き電動機の製造方法及び回転センサ付き電動機
JP6610201B2 (ja) ランデル型モータの組付方法
KR102504095B1 (ko) 모터용 샤프트 조립체 및 이를 포함하는 모터
CN112970175B (zh) 电动机

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18944554

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020562014

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18944554

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1