WO2022157828A1 - 回転電機及びドア装置 - Google Patents

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shaft
magnet
load side
face
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French (fr)
Inventor
幸弘 山本
誠二 西田
悠太 垣見
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • 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
    • H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements

Definitions

  • the present disclosure relates to a rotating electric machine having a magnet provided at the end of a shaft and a magnetic sensor provided facing the magnet, and a door device including the same.
  • Patent Document 1 describes a magnetic encoder that detects the rotation angle of a shaft.
  • This magnetic encoder includes a shaft, a bearing that supports the inner end of the shaft opposite to the load, a magnet that is fixed to the inner end of the shaft, and a magnetic detector that faces the magnet. and an element.
  • the axial end face of the bearing is flush with the end face of the inner end of the shaft.
  • the magnet is fixed in a recess formed in the end face of the inner end of the shaft.
  • Magnets used in magnetic encoders include radially magnetized magnets that are magnetized along the radial direction perpendicular to the axis of the shaft, and axial magnets that are magnetized along the axial direction parallel to the axis of the shaft. There is also a magnetized type.
  • radially magnetized magnets When radially magnetized magnets are used in the magnetic encoder, the direction of the magnetic flux of the magnets is radial. A bearing made of a magnetic material is often arranged on the radially outer side of the magnet. For this reason, when radially magnetized magnets are used in the magnetic encoder, the magnetic flux of the magnets tends to leak to the bearings, reducing the magnetic flux passing through the magnetic detection element.
  • the shaft is made of a magnetic material
  • the magnetic flux of the magnet tends to leak to the shaft as well, so the magnetic flux passing through the magnetic detection element is further reduced. Therefore, when radially magnetized magnets are used in the magnetic encoder, there is a problem that the detection accuracy of the rotation angle is degraded.
  • An object of the present invention is to provide a door device with
  • a rotary electric machine includes a housing, a stator fixed to the housing, a rotor provided on the inner peripheral side of the stator, a shaft formed of a magnetic material and passing through the center of the rotor, the a first bearing provided between the housing and the shaft and positioned closer to the load side than the rotor in the axial direction along the axis of the shaft; a second bearing located on the anti-load side of the rotor with respect to the direction; a magnet provided at an end of the shaft on the anti-load side and magnetized along a direction perpendicular to the axial direction; and a magnetic sensor provided opposite to, wherein the shaft end surface that is the end surface of the shaft on the anti-load side is on the same plane as the bearing end surface that is the end surface of the second bearing on the anti-load side, Alternatively, the shaft end surface is located on the load side of the bearing end surface, a recess is formed in the shaft end surface, the magnet is fitted in the recess, and a part
  • a door apparatus includes a door panel that opens and closes an entrance, a girder arranged above the door panel, and a rotating electric machine according to the present disclosure that is a door motor provided on the girder for moving the door panel. , provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a rotating electric machine according to Embodiment 1;
  • FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of a rotating electric machine according to Embodiment 2;
  • FIG. 11 is a front view showing the configuration of a door device according to Embodiment 3;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a rotating electrical machine according to this embodiment.
  • the direction along the axis 41 of the shaft 40 is defined as the axial direction
  • the direction along the radius of the shaft 40 on a plane perpendicular to the axial direction is defined as the radial direction.
  • the right side in FIG. 1 represents the load side of the rotary electric machine 100 in the axial direction.
  • the left side in FIG. 1 represents the anti-load side of the rotary electric machine 100 in the axial direction.
  • the rotating electrical machine 100 has a housing 10, a stator 20, a rotor 30, a shaft 40, a first bearing 50, a second bearing 60 and an angle detector 90.
  • the housing 10 has a flat plate-like first shaft support portion 11 and a flat plate-like second shaft support portion 12 facing the first shaft support portion 11 .
  • the second shaft support portion 12 is located on the anti-load side of the first shaft support portion 11 .
  • the first shaft support portion 11 is provided with a circular first opening 11a.
  • the second shaft support portion 12 is provided with a circular second opening 12a.
  • Both the first bearing 50 and the second bearing 60 are located between the housing 10 and the shaft 40 .
  • the first bearing 50 is mounted in the first opening 11 a of the housing 10 .
  • the second bearing 60 is mounted in the second opening 12a of the housing 10.
  • the shaft 40 is rotatably supported by the housing 10 via a first bearing 50 and a second bearing 60 .
  • Both the first bearing 50 and the second bearing 60 are made of a magnetic material.
  • the stator 20 is fixed to the housing 10.
  • the stator 20 has an annular stator core 21 and stator coils 22 provided on the stator core 21 .
  • the rotor 30 is provided on the inner peripheral side of the stator 20 .
  • the rotor 30 has a rotor core 31 and a plurality of rotor magnets 32 fixed to the outer circumference of the rotor core 31 .
  • the outer peripheral surface of rotor 30 faces the inner peripheral surface of stator 20 with a gap therebetween.
  • a shaft 40 passes through the center of the rotor 30 .
  • the rotor 30 rotates integrally with the shaft 40 around the axis 41 of the shaft 40 .
  • the rotor 30 is arranged between the first bearing 50 and the second bearing 60 in the axial direction.
  • the first bearing 50 is located on the load side of the rotor 30 in the axial direction.
  • the second bearing 60 is located on the anti-load side of the rotor 30 in the axial direction.
  • the shaft 40 is made of a magnetic material such as S45C.
  • the shaft 40 has a first end 40a, which is the end on the load side, and a second end 40b, which is the end on the anti-load side.
  • the first end portion 40 a protrudes outside the housing 10 through the first bearing 50 .
  • the second end 40b is supported by the second bearing 60 within the second opening 12a.
  • a second end portion 40b of the shaft 40 is provided with a shaft end surface 40c formed in a plane perpendicular to the axial direction.
  • the second bearing 60 is provided with a planar bearing end surface 60a perpendicular to the axial direction as an end surface on the side opposite to the load.
  • the shaft end face 40c is flush with the bearing end face 60a. That is, the shaft end face 40c is located on the same plane as the bearing end face 60a. However, the shaft end face 40c may be positioned closer to the load side than the bearing end face 60a.
  • a recess 42 is formed in the center of the shaft end face 40c.
  • the concave portion 42 has a cylindrical side wall surface 42a centered on the axis 41 and a flat bottom surface 42b perpendicular to the axial direction.
  • the bottom surface 42b is positioned closer to the load than the shaft end surface 40c.
  • the recess 42 has a circular shape centered on the axis 41 .
  • the angle detector 90 is configured to output a signal corresponding to the rotation angle of the shaft 40.
  • a signal output from the angle detector 90 is input to a control unit (not shown) of the rotating electric machine 100 .
  • the angle detector 90 includes a magnet 70 provided at the second end 40b of the shaft 40, a magnetic sensor 80 provided facing the magnet 70, a sensor substrate 81 on which the magnetic sensor 80 is mounted, have.
  • the magnet 70 is housed in a magnet case 71.
  • the magnet case 71 is made of a non-magnetic material.
  • the magnet case 71 has a cylindrical portion 71a and a bottom portion 71b closing one axial end of the cylindrical portion 71a.
  • the other axial end of the cylindrical portion 71a is open.
  • a bottom portion 71 b of the magnet case 71 is in contact with the bottom surface 42 b of the recess 42 .
  • the cylindrical portion 71 a of the magnet case 71 is arranged along the side wall surface 42 a of the recess 42 .
  • the magnet case 71 is fitted in the recess 42 so as to be coaxial with the shaft 40 and the other axial end of the cylindrical portion 71a faces the anti-load side.
  • the entire magnet case 71 is accommodated within the recess 42 .
  • An end surface 71c formed on the other axial end side of the cylindrical portion 71a is flush with the shaft end surface 40c.
  • the end face 71c may protrude further toward the anti-load side than the shaft end face 40c.
  • the end face 71c may protrude from the bearing end face 60a of the second bearing 60 toward the anti-load side.
  • the magnet 70 is of a radial magnetization type magnetized along one direction perpendicular to the axial direction.
  • the magnet 70 has a disk-like shape.
  • the magnet 70 is fitted in the recess 42 via the magnet case 71 so as to be coaxial with the shaft 40 .
  • a part of the magnet 70 protrudes from the magnet case 71 and the recess 42 to the anti-load side.
  • a magnet end face 70a formed on the anti-load side of the magnet 70 is positioned further on the anti-load side than the shaft end face 40c in the axial direction.
  • the magnet end face 70a is located on the anti-load side of the bearing end face 60a of the second bearing 60 in the axial direction. That is, a part of the magnet 70 protrudes toward the anti-load side from both the shaft end surface 40c and the bearing end surface 60a in the axial direction.
  • the magnet case 71 may be omitted and the magnets 70 may be fitted directly into the recesses 42 . Even in this case, the magnet 70 is provided so that a portion of the magnet 70 protrudes toward the anti-load side from both the shaft end surface 40c and the bearing end surface 60a.
  • the magnetic sensor 80 is provided facing the magnet end surface 70a of the magnet 70 with a gap therebetween.
  • the magnetic sensor 80 detects the rotation angle of the shaft 40 according to the direction and intensity of magnetic flux from the magnet 70 .
  • a magnetoresistive element or a Hall element is used as the magnetic sensor 80 .
  • the sensor board 81 is a printed board on which the magnetic sensor 80 is mounted.
  • the sensor board 81 is fixed to the second shaft support portion 12 of the housing 10 with a plurality of bolts.
  • the second opening 12 a formed in the second shaft support portion 12 is closed by the sensor substrate 81 .
  • the inner diameter of the first bearing 50 is R1
  • the inner diameter of the second bearing 60 is R2.
  • rotating electric machine 100 includes housing 10, stator 20, rotor 30, shaft 40, first bearing 50, second bearing 60, magnet 70, magnetic a formula sensor 80; Stator 20 is fixed to housing 10 .
  • the rotor 30 is provided on the inner peripheral side of the stator 20 .
  • the shaft 40 is made of a magnetic material and passes through the center of the rotor 30 .
  • a first bearing 50 is provided between the housing 10 and the shaft 40 .
  • the first bearing 50 is located on the load side of the rotor 30 in the axial direction along the axis 41 of the shaft 40 .
  • a second bearing 60 is provided between the housing 10 and the shaft 40 .
  • the second bearing 60 is located on the anti-load side of the rotor 30 in the axial direction.
  • the magnet 70 is provided at the second end 40b, which is the end of the shaft 40 on the opposite load side.
  • the magnet 70 is magnetized along a direction perpendicular to the axial direction.
  • the magnetic sensor 80 is provided facing the magnet 70 .
  • the shaft end face 40c which is the end face of the shaft 40 on the anti-load side, is on the same plane as the bearing end face 60a, which is the end face of the second bearing 60 on the anti-load side, or is located on the load side of the bearing end face 60a.
  • a recess 42 is formed in the shaft end face 40c.
  • a magnet 70 is fitted in the recess 42 . A part of the magnet 70 protrudes toward the anti-load side from the bearing end face 60a in the axial direction.
  • the inner diameter R1 of the first bearing 50 and the inner diameter R2 of the second bearing 60 satisfy the relationship of R1 ⁇ R2.
  • a part of the magnet 70 protrudes from both the bearing end surface 60a and the shaft end surface 40c toward the anti-load side. magnetic flux is less likely to leak to the second bearing 60 . As a result, reduction in the magnetic flux passing through the magnetic sensor 80 can be suppressed. Therefore, according to the present embodiment, even when the magnets 70 that are magnetized in the radial direction are used, it is possible to suppress a decrease in the detection accuracy of the rotation angle.
  • the angle detector 90 can be thinned in the axial direction. Therefore, according to the present embodiment, the axial dimension of rotating electric machine 100 can be reduced.
  • the inner diameter R2 of the second bearing 60 is smaller than the inner diameter R1 of the first bearing 50, the axial diameter of the second end 40b of the shaft 40 is smaller than the axial diameter of the first end 40a.
  • the distance between the magnet 70 and the second bearing 60 tends to be shortened, making it difficult to prevent the magnetic flux of the magnet 70 from leaking to the second bearing 60 .
  • the inner diameter R1 and the inner diameter R2 satisfy the relationship of R1 ⁇ R2, a long distance can be secured between the magnet 70 and the second bearing 60 . Therefore, according to the present embodiment, even when radially magnetized magnets 70 are used, the magnetic flux of magnets 70 can be prevented from leaking to second bearing 60 .
  • the rotary electric machine 100 further includes a magnet case 71 that houses the magnets 70 .
  • the magnet case 71 is made of a non-magnetic material.
  • the magnet 70 is fitted in the recess 42 via the magnet case 71 . According to this configuration, the magnetic flux of the magnet 70 is less likely to leak to the shaft 40, so that the reduction of the magnetic flux passing through the magnetic sensor 80 can be further suppressed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the rotating electric machine according to the present embodiment.
  • the inner diameter R2 of the second bearing 60 is larger than the inner diameter R1 of the first bearing 50, unlike the first embodiment. That is, the inner diameter R1 and the inner diameter R2 satisfy the relationship of R1 ⁇ R2. Accordingly, the shaft diameter of the second end portion 40b of the shaft 40 is larger than the shaft diameter of the first end portion 40a.
  • the axial diameter of the second end portion 40b of the shaft 40 is made larger than the axial diameter of the first end portion 40a. be able to.
  • a longer distance can be secured between the magnet 70 and the second bearing 60, so that the magnetic flux of the magnet 70 leaks to the second bearing 60 even when the radially magnetized magnet 70 is used. can be suppressed. Therefore, according to the present embodiment, in addition to obtaining the same effects as those of the first embodiment, it is possible to further suppress deterioration in the detection accuracy of the rotation angle.
  • FIG. 3 is a front view showing the configuration of the door device according to this embodiment.
  • a door device used in an elevator car is illustrated.
  • a car doorway 121a is provided on the front surface of the car 121.
  • the car doorway 121a is opened and closed by a first car door 122a and a second car door 122b.
  • Each of the first car door 122 a and the second car door 122 b has a door panel 123 and a door hanger 124 fixed to the top of the door panel 123 .
  • Each door hanger 124 is provided with a plurality of hanger rollers 125 .
  • a girder 127 is fixed to the top of the front surface of the car 121 .
  • a hanger rail 128 is provided on the girder 127 .
  • the first car door 122a and the second car door 122b are suspended from hanger rails 128 and move along the hanger rails 128 when opening and closing the car doorway 121a.
  • the hanger rollers 125 move while rolling on the hanger rails 128 when the first car door 122a and the second car door 122b are opened and closed.
  • the rotary electric machine 100 of Embodiment 1 or 2 is fixed as a door motor to one end of the beam 127 in the width direction of the car doorway 121a.
  • a first pulley 130 is fixed to the first end portion 40 a of the shaft 40 of the rotating electric machine 100 .
  • a second pulley 131 is rotatably provided at the other end of the girder 127 in the width direction of the car doorway 121a.
  • An endless belt 132 is wound around the first pulley 130 and the second pulley 131 .
  • the first car door 122a is connected to the upper portion of the belt 132 via the first connecting member 133a.
  • the second car door 122b is connected to the lower portion of the belt 132 via a second connecting member 133b.
  • Rotating the first pulley 130 by the electric rotating machine 100 causes the first car door 122 a and the second car door 122 b to open and close along the hanger rails 128 .
  • the door device includes the door panel 123, the girder 127, and the rotating electric machine 100 of the first or second embodiment.
  • the door panel 123 is configured to open and close the car doorway 121a.
  • the girder 127 is arranged above the door panel 123 .
  • the rotating electric machine 100 is a door motor that moves the door panel 123 . According to this configuration, the same effects as in the first or second embodiment can be obtained in the door device.
  • rotating electrical machine 100 of Embodiments 1 and 2 can also be applied to motors other than elevator door motors, generators, and generator motors.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

回転電機は、ハウジングと、ステータと、ロータと、磁性体により形成されたシャフトと、ロータよりも負荷側に位置する第１軸受と、ロータよりも反負荷側に位置する第２軸受と、反負荷側におけるシャフトの端部に設けられ、軸方向と垂直な方向に沿って着磁された磁石と、磁石と対向して設けられた磁気式センサと、を備え、シャフトのシャフト端面は、第２軸受の軸受端面と同一平面上、又は軸受端面よりも負荷側に位置しており、シャフト端面には、凹部が形成されており、磁石は、凹部に嵌め込まれており、磁石の一部は、軸方向において軸受端面よりも反負荷側に突出しており、第１軸受の内径Ｒ１及び第２軸受の内径Ｒ２は、Ｒ１≦Ｒ２の関係を満たしている。

Description

回転電機及びドア装置
　本開示は、シャフトの端部に設けられた磁石と磁石に対向して設けられた磁気式センサとを有する回転電機、及びそれを備えたドア装置に関する。
　特許文献１には、シャフトの回転角度を検出する磁気式エンコーダが記載されている。この磁気式エンコーダは、シャフトと、シャフトの反負荷側の端部である内端部を支持する軸受と、シャフトの内端部に固定された磁石と、磁石と対向して配置された磁気検出素子と、を有している。軸受の軸方向端面は、シャフトの内端部の端面と面一になっている。磁石は、シャフトの内端部の端面に形成された凹部内に固定されている。
特開２０１０－１９０８４６号公報
　磁気式エンコーダに用いられる磁石には、シャフトの軸心と垂直な径方向に沿って着磁された径方向着磁型、シャフトの軸心と平行な軸方向に沿って着磁された軸方向着磁型などがある。磁気式エンコーダに径方向着磁型の磁石が用いられる場合、磁石の磁束の向きは径方向になる。磁石の径方向外側には、磁性体により形成される軸受が配置されることが多い。このため、磁気式エンコーダに径方向着磁型の磁石が用いられる場合、磁石の磁束が軸受に漏れやすくなり、磁気検出素子を通る磁束が減少する。特に、シャフトが磁性体により形成されている場合には、磁石の磁束がシャフトにも漏れやすくなるため、磁気検出素子を通る磁束がさらに減少する。したがって、磁気式エンコーダに径方向着磁型の磁石が用いられる場合、回転角度の検出精度が低下してしまうという課題があった。
　本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、径方向着磁型の磁石が用いられる場合であっても、回転角度の検出精度の低下を抑制できる回転電機及びそれを備えたドア装置を提供することを目的とする。
　本開示に係る回転電機は、ハウジングと、前記ハウジングに固定されたステータと、前記ステータの内周側に設けられたロータと、磁性体により形成され、前記ロータの中心を貫通したシャフトと、前記ハウジングと前記シャフトとの間に設けられ、前記シャフトの軸心に沿った軸方向において前記ロータよりも負荷側に位置する第１軸受と、前記ハウジングと前記シャフトとの間に設けられ、前記軸方向において前記ロータよりも反負荷側に位置する第２軸受と、前記反負荷側における前記シャフトの端部に設けられ、前記軸方向と垂直な方向に沿って着磁された磁石と、前記磁石と対向して設けられた磁気式センサと、を備え、前記反負荷側における前記シャフトの端面であるシャフト端面は、前記反負荷側における前記第２軸受の端面である軸受端面と同一平面上、又は前記軸受端面よりも前記負荷側に位置しており、前記シャフト端面には、凹部が形成されており、前記磁石は、前記凹部に嵌め込まれており、前記磁石の一部は、前記軸方向において前記軸受端面よりも前記反負荷側に突出しており、前記第１軸受の内径Ｒ１及び前記第２軸受の内径Ｒ２は、Ｒ１≦Ｒ２の関係を満たしている。
　本開示に係るドア装置は、出入口を開閉するドアパネルと、前記ドアパネルの上方に配置されている桁と、前記桁に設けられており、前記ドアパネルを移動させるドアモータである本開示に係る回転電機と、を備える。
　本開示によれば、径方向着磁型の磁石が用いられる場合であっても、回転角度の検出精度の低下を抑制することができる。
実施の形態１に係る回転電機の構成を示す断面図である。 実施の形態２に係る回転電機の構成を示す断面図である。 実施の形態３に係るドア装置の構成を示す正面図である。
　実施の形態１．
　実施の形態１に係る回転電機について説明する。図１は、本実施の形態に係る回転電機の構成を示す断面図である。図１において、シャフト４０の軸心４１に沿った方向を軸方向とし、軸方向と垂直な平面においてシャフト４０の半径に沿った方向を径方向とする。図１中の右側は、軸方向における回転電機１００の負荷側を表している。図１中の左側は、軸方向における回転電機１００の反負荷側を表している。
　図１に示すように、回転電機１００は、ハウジング１０、ステータ２０、ロータ３０、シャフト４０、第１軸受５０、第２軸受６０及び角度検出器９０を有している。
　ハウジング１０は、平板状の第１軸支持部１１と、第１軸支持部１１に対向する平板状の第２軸支持部１２と、を有している。第２軸支持部１２は、第１軸支持部１１よりも反負荷側に位置している。第１軸支持部１１には、円形の第１開口１１ａが設けられている。第２軸支持部１２には、円形の第２開口１２ａが設けられている。
　第１軸受５０及び第２軸受６０はいずれも、ハウジング１０とシャフト４０との間に位置している。第１軸受５０は、ハウジング１０の第１開口１１ａに装着されている。第２軸受６０は、ハウジング１０の第２開口１２ａに装着されている。シャフト４０は、第１軸受５０及び第２軸受６０を介して、ハウジング１０に回転自在に支持されている。第１軸受５０及び第２軸受６０はいずれも、磁性体により形成されている。
　ステータ２０は、ハウジング１０に固定されている。ステータ２０は、環状のステータコア２１と、ステータコア２１に設けられたステータコイル２２と、を有している。
　ロータ３０は、ステータ２０の内周側に設けられている。ロータ３０は、ロータコア３１と、ロータコア３１の外周部にそれぞれ固定された複数のロータ磁石３２と、を有している。ロータ３０の外周面は、隙間を介してステータ２０の内周面と対向している。ロータ３０の中心部には、シャフト４０が貫通している。ロータ３０は、シャフト４０の軸心４１を中心として、シャフト４０と一体に回転する。
　ロータ３０は、軸方向において第１軸受５０と第２軸受６０との間に配置されている。第１軸受５０は、軸方向においてロータ３０よりも負荷側に位置している。第２軸受６０は、軸方向においてロータ３０よりも反負荷側に位置している。
　シャフト４０は、Ｓ４５Ｃ等の磁性体により形成されている。シャフト４０は、負荷側の端部である第１端部４０ａと、反負荷側の端部である第２端部４０ｂと、を有している。第１端部４０ａは、第１軸受５０を貫通してハウジング１０の外部に突出している。第２端部４０ｂは、第２開口１２ａ内で第２軸受６０に支持されている。
　シャフト４０の第２端部４０ｂには、軸方向と垂直な平面状に形成されたシャフト端面４０ｃが設けられている。第２軸受６０には、反負荷側の端面として、軸方向と垂直な平面状に形成された軸受端面６０ａが設けられている。シャフト端面４０ｃは、軸受端面６０ａと面一になっている。すなわち、シャフト端面４０ｃは、軸受端面６０ａと同一平面上に位置している。ただし、シャフト端面４０ｃは、軸受端面６０ａよりも負荷側に位置していてもよい。
　シャフト端面４０ｃの中心部には、凹部４２が形成されている。凹部４２は、軸心４１を中心とした円筒面状の側壁面４２ａと、軸方向と垂直な平面状に形成された底面４２ｂと、を有している。底面４２ｂは、シャフト端面４０ｃよりも負荷側に位置している。軸方向に沿って見ると、凹部４２は、軸心４１を中心とした円形の形状を有している。
　角度検出器９０は、シャフト４０の回転角度に応じた信号を出力するように構成されている。角度検出器９０から出力された信号は、回転電機１００の不図示の制御部に入力される。角度検出器９０は、シャフト４０の第２端部４０ｂに設けられた磁石７０と、磁石７０と対向して設けられた磁気式センサ８０と、磁気式センサ８０が実装されたセンサ基板８１と、を有している。
　磁石７０は、磁石ケース７１に収容されている。磁石ケース７１は、非磁性材料により形成されている。磁石ケース７１は、円筒部７１ａと、円筒部７１ａの軸方向一端を塞ぐ底部７１ｂと、を有している。円筒部７１ａの軸方向他端は開口されている。磁石ケース７１の底部７１ｂは、凹部４２の底面４２ｂと接触している。磁石ケース７１の円筒部７１ａは、凹部４２の側壁面４２ａに沿って配置されている。磁石ケース７１は、シャフト４０と同軸になりかつ円筒部７１ａの軸方向他端が反負荷側を向くように、凹部４２に嵌め込まれている。磁石ケース７１の全体は、凹部４２内に収容されている。円筒部７１ａの軸方向他端側に形成された端面７１ｃは、シャフト端面４０ｃと面一になっている。ただし、端面７１ｃは、シャフト端面４０ｃよりも反負荷側に突出していてもよい。また、端面７１ｃは、第２軸受６０の軸受端面６０ａよりも反負荷側に突出していてもよい。
　磁石７０は、軸方向と垂直な一方向に沿って着磁された径方向着磁型である。磁石７０は、円板状の形状を有している。磁石７０は、シャフト４０と同軸になるように、磁石ケース７１を介して凹部４２に嵌め込まれている。
　磁石７０の一部は、磁石ケース７１及び凹部４２から反負荷側にはみ出している。磁石７０の反負荷側に形成された磁石端面７０ａは、軸方向において、シャフト端面４０ｃよりも反負荷側に位置している。また、磁石端面７０ａは、軸方向において、第２軸受６０の軸受端面６０ａよりも反負荷側に位置している。つまり、磁石７０の一部は、軸方向において、シャフト端面４０ｃ及び軸受端面６０ａのいずれよりも反負荷側に突出している。
　ここで、磁石ケース７１を省略し、磁石７０が直接凹部４２に嵌め込まれるようにしてもよい。この場合であっても、磁石７０は、当該磁石７０の一部がシャフト端面４０ｃ及び軸受端面６０ａのいずれよりも反負荷側に突出するように設けられる。
　磁気式センサ８０は、隙間を介して磁石７０の磁石端面７０ａと対向して設けられている。磁気式センサ８０は、磁石７０からの磁束の方向及び磁束の強さに応じて、シャフト４０の回転角度を検出する。磁気式センサ８０としては、磁気抵抗素子又はホール素子が用いられている。
　センサ基板８１は、磁気式センサ８０が実装されたプリント基板である。センサ基板８１は、複数のボルトによりハウジング１０の第２軸支持部１２に固定されている。第２軸支持部１２に形成された第２開口１２ａは、センサ基板８１によって塞がれている。
　ここで、第１軸受５０の内径をＲ１とし、第２軸受６０の内径をＲ２とする。このとき、内径Ｒ１及び内径Ｒ２は、Ｒ１＝Ｒ２の関係を満たしている。
　以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機１００は、ハウジング１０と、ステータ２０と、ロータ３０と、シャフト４０と、第１軸受５０と、第２軸受６０と、磁石７０と、磁気式センサ８０と、を備えている。ステータ２０は、ハウジング１０に固定されている。ロータ３０は、ステータ２０の内周側に設けられている。シャフト４０は、磁性体により形成されており、ロータ３０の中心を貫通している。第１軸受５０は、ハウジング１０とシャフト４０との間に設けられている。第１軸受５０は、シャフト４０の軸心４１に沿った軸方向においてロータ３０よりも負荷側に位置している。第２軸受６０は、ハウジング１０とシャフト４０との間に設けられている。第２軸受６０は、軸方向においてロータ３０よりも反負荷側に位置している。磁石７０は、反負荷側におけるシャフト４０の端部である第２端部４０ｂに設けられている。磁石７０は、軸方向と垂直な方向に沿って着磁されている。磁気式センサ８０は、磁石７０と対向して設けられている。
　反負荷側におけるシャフト４０の端面であるシャフト端面４０ｃは、反負荷側における第２軸受６０の端面である軸受端面６０ａと同一平面上、又は軸受端面６０ａよりも負荷側に位置している。シャフト端面４０ｃには、凹部４２が形成されている。磁石７０は、凹部４２に嵌め込まれている。磁石７０の一部は、軸方向において軸受端面６０ａよりも反負荷側に突出している。第１軸受５０の内径Ｒ１及び第２軸受６０の内径Ｒ２は、Ｒ１≦Ｒ２の関係を満たしている。
　この構成によれば、磁石７０の一部が軸受端面６０ａ及びシャフト端面４０ｃのいずれよりも反負荷側に突出するため、径方向着磁型の磁石７０が用いられる場合であっても、磁石７０の磁束が第２軸受６０に漏れにくくなる。これにより、磁気式センサ８０を通る磁束の減少を抑制できる。したがって、本実施の形態によれば、径方向着磁型の磁石７０が用いられる場合であっても、回転角度の検出精度の低下を抑制することができる。
　また、上記構成によれば、シャフト端面４０ｃに形成された凹部４２に磁石７０が嵌め込まれているため、角度検出器９０を軸方向に薄型化することができる。したがって、本実施の形態によれば、回転電機１００の軸方向寸法を小さくすることができる。
　第２軸受６０の内径Ｒ２が第１軸受５０の内径Ｒ１よりも小さい場合、シャフト４０の第２端部４０ｂの軸径が第１端部４０ａの軸径よりも小さくなる。これにより、磁石７０と第２軸受６０との間の距離が短くなりやすいため、磁石７０の磁束が第２軸受６０に漏れるのを抑えることが困難である。これに対し、上記構成では、内径Ｒ１及び内径Ｒ２がＲ１≦Ｒ２の関係を満たしているため、磁石７０と第２軸受６０との間の距離を長く確保することができる。したがって、本実施の形態によれば、径方向着磁型の磁石７０が用いられる場合であっても、磁石７０の磁束が第２軸受６０に漏れるのを抑えることができる。
　本実施の形態に係る回転電機１００において、内径Ｒ１及び内径Ｒ２は、Ｒ１＝Ｒ２の関係を満たしている。この構成によれば、第１軸受５０及び第２軸受６０を同サイズにすることができるため、第１軸受５０及び第２軸受６０を共通部品化することができる。したがって、本実施の形態によれば、回転電機１００の部品の種類を削減することができ、回転電機１００の部品コストを低減することができる。
　本実施の形態に係る回転電機１００は、磁石７０を収容する磁石ケース７１をさらに備えている。磁石ケース７１は、非磁性材料により形成されている。磁石７０は、磁石ケース７１を介して凹部４２に嵌め込まれている。この構成によれば、磁石７０の磁束がシャフト４０に漏れにくくなるため、磁気式センサ８０を通る磁束の減少をさらに抑制することができる。
　実施の形態２．
　実施の形態２に係る回転電機について説明する。図２は、本実施の形態に係る回転電機の構成を示す断面図である。図２に示すように、本実施の形態では、実施の形態１と異なり、第２軸受６０の内径Ｒ２が第１軸受５０の内径Ｒ１よりも大きくなっている。すなわち、内径Ｒ１及び内径Ｒ２は、Ｒ１＜Ｒ２の関係を満たしている。これに伴い、シャフト４０の第２端部４０ｂの軸径は、第１端部４０ａの軸径よりも大きくなっている。
　本実施の形態では、第２軸受６０の内径Ｒ２が第１軸受５０の内径Ｒ１よりも大きいため、シャフト４０の第２端部４０ｂの軸径を第１端部４０ａの軸径よりも大きくすることができる。これにより、磁石７０と第２軸受６０との間の距離をより長く確保できるため、径方向着磁型の磁石７０が用いられる場合であっても、磁石７０の磁束が第２軸受６０に漏れるのを抑えることができる。したがって、本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、回転角度の検出精度の低下をさらに抑制することができる。
　実施の形態３．
　実施の形態３に係るドア装置について説明する。図３は、本実施の形態に係るドア装置の構成を示す正面図である。本実施の形態では、エレベータのかごに用いられるドア装置を例示している。
　図３に示すように、かご１２１の前面には、かご出入口１２１ａが設けられている。かご出入口１２１ａは、第１かごドア１２２ａ及び第２かごドア１２２ｂにより開閉される。第１かごドア１２２ａ及び第２かごドア１２２ｂのそれぞれは、ドアパネル１２３と、ドアパネル１２３の上部に固定されているドアハンガ１２４と、を有している。各ドアハンガ１２４には、複数のハンガローラ１２５が設けられている。
　かご１２１の前面の上部には、桁１２７が固定されている。桁１２７には、ハンガレール１２８が設けられている。第１かごドア１２２ａ及び第２かごドア１２２ｂは、ハンガレール１２８から吊り下げられており、かご出入口１２１ａの開閉時にハンガレール１２８に沿って移動する。また、ハンガローラ１２５は、第１かごドア１２２ａ及び第２かごドア１２２ｂの開閉動作時にハンガレール１２８上を転がりながら移動する。
　かご出入口１２１ａの幅方向の桁１２７の一端部には、ドアモータとして、実施の形態１又は２の回転電機１００が固定されている。回転電機１００のシャフト４０の第１端部４０ａには、第１プーリ１３０が固定されている。
　かご出入口１２１ａの幅方向の桁１２７の他端部には、第２プーリ１３１が回転可能に設けられている。第１プーリ１３０と第２プーリ１３１には、無端状のベルト１３２が巻かれている。
　第１かごドア１２２ａは、第１接続部材１３３ａを介してベルト１３２の上側部分に接続されている。第２かごドア１２２ｂは、第２接続部材１３３ｂを介してベルト１３２の下側部分に接続されている。回転電機１００により第１プーリ１３０を回転させることにより、第１かごドア１２２ａ及び第２かごドア１２２ｂがハンガレール１２８に沿って開閉動作する。
　以上説明したように、本実施の形態に係るドア装置は、ドアパネル１２３と、桁１２７と、実施の形態１又は２の回転電機１００と、を備えている。ドアパネル１２３は、かご出入口１２１ａを開閉するように構成されている。桁１２７は、ドアパネル１２３の上方に配置されている。回転電機１００は、ドアパネル１２３を移動させるドアモータである。この構成によれば、ドア装置において実施の形態１又は２と同様の効果を得ることができる。
　なお、上記実施の形態１及び２の回転電機１００は、エレベータのドアモータ以外の電動機、発電機及び発電電動機にも適用できる。
　１０　ハウジング、１１　第１軸支持部、１１ａ　第１開口、１２　第２軸支持部、１２ａ　第２開口、２０　ステータ、２１　ステータコア、２２　ステータコイル、３０　ロータ、３１　ロータコア、３２　ロータ磁石、４０　シャフト、４０ａ　第１端部、４０ｂ　第２端部、４０ｃ　シャフト端面、４１　軸心、４２　凹部、４２ａ　側壁面、４２ｂ　底面、５０　第１軸受、６０　第２軸受、６０ａ　軸受端面、７０　磁石、７０ａ　磁石端面、７１　磁石ケース、７１ａ　円筒部、７１ｂ　底部、７１ｃ　端面、８０　磁気式センサ、８１　センサ基板、９０　角度検出器、１００　回転電機、１２１　かご、１２１ａ　かご出入口、１２２ａ　第１かごドア、１２２ｂ　第２かごドア、１２３　ドアパネル、１２４　ドアハンガ、１２５　ハンガローラ、１２７　桁、１２８　ハンガレール、１３０　第１プーリ、１３１　第２プーリ、１３２　ベルト、１３３ａ　第１接続部材、１３３ｂ　第２接続部材。

Claims (5)

  1. 　ハウジングと、
    　前記ハウジングに固定されたステータと、
    　前記ステータの内周側に設けられたロータと、
    　磁性体により形成され、前記ロータの中心を貫通したシャフトと、
    　前記ハウジングと前記シャフトとの間に設けられ、前記シャフトの軸心に沿った軸方向において前記ロータよりも負荷側に位置する第１軸受と、
    　前記ハウジングと前記シャフトとの間に設けられ、前記軸方向において前記ロータよりも反負荷側に位置する第２軸受と、
    　前記反負荷側における前記シャフトの端部に設けられ、前記軸方向と垂直な方向に沿って着磁された磁石と、
    　前記磁石と対向して設けられた磁気式センサと、
    　を備え、
    　前記反負荷側における前記シャフトの端面であるシャフト端面は、前記反負荷側における前記第２軸受の端面である軸受端面と同一平面上、又は前記軸受端面よりも前記負荷側に位置しており、
    　前記シャフト端面には、凹部が形成されており、
    　前記磁石は、前記凹部に嵌め込まれており、
    　前記磁石の一部は、前記軸方向において前記軸受端面よりも前記反負荷側に突出しており、
    　前記第１軸受の内径Ｒ１及び前記第２軸受の内径Ｒ２は、Ｒ１≦Ｒ２の関係を満たしている回転電機。
  2. 　前記内径Ｒ１及び前記内径Ｒ２は、Ｒ１＝Ｒ２の関係を満たしている請求項１に記載の回転電機。
  3. 　前記内径Ｒ１及び前記内径Ｒ２は、Ｒ１＜Ｒ２の関係を満たしている請求項１に記載の回転電機。
  4. 　非磁性材料により形成され、前記磁石を収容する磁石ケースをさらに備え、
    　前記磁石は、前記磁石ケースを介して前記凹部に嵌め込まれている請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の回転電機。
  5. 　出入口を開閉するドアパネルと、
    　前記ドアパネルの上方に配置されている桁と、
    　前記桁に設けられており、前記ドアパネルを移動させるドアモータである請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の回転電機と、
    　を備えるドア装置。
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