JPH11299200A - 電動機 - Google Patents

電動機

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JPH11299200A
JPH11299200A JP10727798A JP10727798A JPH11299200A JP H11299200 A JPH11299200 A JP H11299200A JP 10727798 A JP10727798 A JP 10727798A JP 10727798 A JP10727798 A JP 10727798A JP H11299200 A JPH11299200 A JP H11299200A
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Japan
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rotor
permanent magnet
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magnetic pole
stator
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JP10727798A
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JPH11299200A5 (ja
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Toshifumi Suzuki
利文 鈴木
Masaharu Senoo
正治 妹尾
Susumu Amaike
将 天池
Eiji Yanagida
英治 柳田
Noriaki Chino
則昭 千野
Katsumi Aotaki
克巳 青瀧
Takashi Watabe
隆 渡部
Masaaki Komoda
政秋 薦田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石式直流電動機の磁性位置検出手段の
構造の改良を図る。 【解決手段】 電動機の内部に装備される素子8(例え
ばホールIC)を有する回路基板等9をエンドブラケッ
ト3bに取り付け、回転子6は、固定子鉄心端面13b
より回路基板等9が固定されているエンドブラケット3
b側にオーバーハングしている。そして、回転子6の端
の外周表面と素子8が対向することにより、回転子6に
固着されている永久磁石7の磁極を素子8が検出する。
ここで、磁極位置検出回路基板等9を固定子2bから離
して取り付けることができるため、固定子2bに対する
絶縁空間距離を十分確保でき、又、固定子2b発熱によ
る温度の影響も受けずらくなるため、高い信頼性を得る
ことができる。又、回転子6の磁極を直接検出できるた
め、高い磁極位置検出精度を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石式回転子
を有する電動機の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】図4,5に永久磁石を持つ回転子の磁極
位置を検出する回路基板等を有する永久磁石式電動機の
概略構造図を示す。図4に示すように永久磁石式電動機
はハウジング1の内周側に支承された固定子2とエンド
ブラケット3a、3bに支持されたベアリング4により
支えられたシャフト5を介して前記固定子2の内周側に
支承され、永久磁石7が固定されている回転子6を有
し、固定子2aまたは2bのどちらか一方に回転子6の
磁極位置を検出する素子8を有する回路基板等9が取付
けられることにより構成される。ここで、素子8を有す
る回路基板等9は、回路基板等9の出力である磁極位置
検出信号が、電動機の端子間の誘起電圧に対して、任意
の電気位相差が得られるよう、固定子2の周方向のコイ
ル配置に対し任意の位置に取り付けられている。
【0003】また、図5の永久磁石式電動機において
は、反負荷側のエンドブラケット3bに磁極位置を検出
する素子8を有する回路基板等9が取付けられ、エンド
ブラケット3bの外側のシャフト5に磁極位置検出用永
久磁石12が固定されている。この場合は、磁極位置検
出用永久磁石の周方向位置を調整することにより、磁極
位置検出信号が、電動機の端子間の誘起電圧に対して、
任意の電気位相差を得ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図4の永久磁
石式電動機においては、磁極位置を検出する回路回路基
板等が、固定子2aまたは2bに直に取り付けられるた
め、固定子2aまたは2bとの絶縁空間距離を確保する
ことが困難となり信頼性に欠けていた。また、永久磁石
式電動機はその動作原理上、回路基板等9の出力である
磁極位置検出信号と、電動機の端子間の誘起電圧を、任
意の電気位相差とする必要がある。つまり、固定子2の
コイル配置に対する回路基板等9の素子8の相対的位置
を任意の位置とする必要がある。
【0005】図5の永久磁石式電動機においては、磁極
位置検出信号が、電動機の端子間の誘起電圧に対して、
任意の電気位相差が得られるよう電動機組立後、回路基
板等9の出力である磁極位置検出信号と、電動機の端子
間の誘起電圧をモニターしながら、外部より電動機を駆
動し、磁極位置検出用永久磁石12の位置を調整する必
要があり、非常に手間がかかっていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は基本的な手段と
して、素子8を有する回路基板等9がエンドブラケット
3に固定され、固定子鉄心端面13aまたは13bよ
り、回転子6、及び永久磁石7が素子8を有する回路基
板等9が固定されているエンドブラケット3aまたは3
b側にオーバーハングしており、この回転子6の端の外
周表面と素子8が対向することにより構成される。そし
て、固定子鉄心長さAに対して、固定子端面13aまた
は13bからの回転子6のオーバーハング長さBが、B
=C×A(C=0.1〜1.0)となることにより構成
される。
【0007】また、素子8を有する回路基板等9がエン
ドブラケット3に固定され、回転子6と回路基板等9が
固定されているエンドブラケット3aまたは3bとの間
に磁極位置検出用永久磁石12を取り付け、回転子6に
固定される永久磁石7と同時に着磁し、磁極位置検出用
永久磁石12と永久磁石7の磁極位置を合わせることに
より構成される。
【0008】さらに、上述した各構成において、素子8
を有する回路基板等9が固定されているエンドブラケッ
ト3に、素子8に対して任意の角度となる位置に貫通し
ない穴または溝10が設けられており、ハウジング1の
外周部に、エンドブラケット3の近傍で、固定子2のコ
イル配置に対して任意の角度となる位置に設けられてい
る溝または突起11と、先の穴または溝10とが一致す
るようにエンドブラケット3が取り付けることにより構
成される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図1に示す実施例にあっては、電動機
の内部に装備される素子8(例えばホールIC)を有す
る回路基板等9をエンドブラケット3bに取り付け、回
転子6は、固定子鉄心端面13bより回路基板等9が固
定されているエンドブラケット3b側にオーバーハング
している。そして、回転子6の端の外周表面と素子8が
対向することにより、回転子6に固着されている永久磁
石7の磁極を素子8が検出する。
【0010】ここで、磁極位置検出回路基板等9を固定
子2bから離して取り付けることができるため、固定子
2bに対する絶縁空間距離を十分確保でき、又、固定子
2b発熱による温度の影響も受けずらくなるため、高い
信頼性を得ることができる。又、回転子6の磁極を直接
検出できるため、高い磁極位置検出精度を得ることがで
きる。本実施例では、磁極位置検出回路基板等9を反負
荷側エンドブラケット3bに取り付けているが、負荷側
エンドブラケット3aに取り付け、回転子6を固定子鉄
心端面13aよりエンドブラケット3a側にオーバーハ
ングさせても良い。
【0011】そして、回路基板等9をエンドブラケット
3bに取り付け、回転子6を、固定子鉄心端面13bよ
り回路基板等9が固定されているエンドブラケット3b
側にオーバーハングさせる。このとき、固定子端面13
bからの回転子6のオーバーハング長さBを、固定子鉄
心長さAに対して、B=C×A(C=0.1〜1.0)
となる寸法を選ぶことにより、回転子6をオーバーハン
グさせることによる永久磁石7の磁束量の増加分を固定
子2が有効に拾うことができ、電流の低減、効率の向
上、また、特性向上に伴う電動機の小型化を図ることが
できる。
【0012】ここで、磁極位置検出回路基板等9を、負
荷側エンドブラケット3aに取り付け、回転子6を固定
子鉄心端面13aよりエンドブラケット3a側にオーバ
ーハングさせても良い。
【0013】図2に示す実施例にあっては、素子8(例
えばホールIC)を有する回路基板等9を反負荷側エン
ドブラケット3bに取り付け、回転子6と反負荷側エン
ドブラケット3bとの間に磁極位置検出用永久磁石12
を取り付ける。ここで、磁極位置検出用永久磁石12は
リング型永久磁石とし無着磁状態である。
【0014】次に、回転子6の永久磁石7と磁極位置検
出用永久磁石12を同時に着磁できる長さを持つ着磁ヨ
ークにて、同時に着磁する。従来、永久磁石7と磁極位
置検出用永久磁石12を個々に着磁し、、回転子6と磁
極位置検出用永久磁石12をシャフト5に取り付ける際
に、キー等により相互に磁極位置が一致するよう位置決
めをする構造が必要であったが、回転子6の永久磁石7
と磁極位置検出用永久磁石12を同時に着磁することに
より、複雑な構造を取らずに容易に永久磁石7と磁極位
置検出用永久磁石12の磁極位置を一致させることがで
き、その精度は、従来の構造よりも高い。ここで、回路
基板等9を負荷側エンドブラケット3aに取り付け、回
転子6と負荷側エンドブラケット3aとの間に磁極位置
検出用永久磁石12を取り付けても良い。
【0015】図3に示すように、素子8(例えばホール
IC)を有する回路基板等9が取り付けられたエンドブ
ラケット3にて、ハウジング1の外周よりも外側にでる
座を設ける。ここで、回路基板等9を取り付けるための
ネジ穴加工をエンドブラケット3に施す際に、同時に前
記の座に位置決め用の穴10(貫通しない)を開ける。
ネジ穴加工と同時に加工するため、ネジ穴に対する相対
位置は高い精度が得られ、このネジ穴に取り付けた回路
基板等9の素子8と位置決め用の穴10の相対位置も高
い精度が得られる。ハウジング1外周にはエンドブラケ
ット3に近い部分に位置決め用溝または突起11を設け
てあり、例えば鋼板ハウジングでは鋼板をロールする前
の材料をプレスで抜く際に電動機のリード線を引き出す
切欠き等を基準とした任意の位置に溝を付け、固定子2
を切欠き等を基準にハウジング1に圧入することによ
り、固定子2のコイル配置と位置決め用溝11の相対位
置は高い精度を得ることができる。ここで、切欠き等に
対する位置決め用溝11の位置精度はプレスの型精度に
従うため、非常に高い。
【0016】従って、エンドブラケット3の位置決め用
の穴10とハウジング1の位置決め用溝11が一致する
ようにエンドブラケット3取り付けることで、固定子2
のコイル配置と回路基板等9の素子8の相対的位置は非
常に高い精度を得ることができる。
【0017】以上に説明したハウジングとブラケットの
位置合せ手段を備えることによって、電動機組立後の位
置調整等をせずに、機械的に組み立てるだけで、非常に
高い精度で固定子2のコイル配置と回路基板等9の素子
8の相対的位置を得ることができ、低コスト、信頼性の
向上を図ることができる。又、アルミダイカストハウジ
ングなどの場合では、ダイカスト型にて、位置決め用溝
または突起11を設けることで、鋼板ハウジングと同様
に非常に高い組み立て精度を得ることがで、同様に、低
コスト、信頼性の向上を図ることができる。
【0018】さらに、上述した各電動機の構造にあっ
て、ハウジングブラケットの位置合せ手段を取ること
で、固定子2のコイル配置と回路基板等9の素子8の相
対的位置、及び、回転子6の磁極検出にて、非常に高い
精度を得ることができる。
【0019】
【発明の効果】以上、記述したように、本発明によれ
ば、磁極位置検出回路基板等を固定子から離して取り付
けることができるため、信頼性の向上を図ることができ
る。そして、オーバーハングさせた永久磁石を有効に活
用させ、電流、効率等の電動機特性を向上することがで
きる。また、回転子の永久磁石と磁極位置検出用永久磁
石に分けることにより材料使用量を低減でき、同時に着
磁することで、回転子の永久磁石と磁極位置検出用永久
磁石の磁極位置を機械的に合わせる複雑な構造を取るこ
となく磁極位置の精度を向上することができ、低コスト
化、信頼性の向上を図ることができる。
【0020】さらに、ハウジングとブラケットの位置合
せ手段を備えるので、組立後の調整等必要なしで、容易
に磁極位置精度を高めることができ、低コスト化、信頼
性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例を備えた永久磁石式電動機の断面
図。
【図2】本発明の一例を備えた永久磁石式電動機の断面
図。
【図3】本発明の一例を備えた永久磁石式電動機の部分
図。
【図4】従来の永久磁石式電動機断面図。
【図5】従来の永久磁石式電動機断面図。
【符号の説明】
1 ハウジング 2 固定子 2a 負荷側固定子 2b 反負荷側固定子 3 エンドブラケット 3a 負荷側エンドブラケット 3b 反負荷側エンドブラケット 4 ベアリング 5 シャフト 6 回転子 7 永久磁石 8 磁極位置検出素子 9 磁極位置検出回路基板等 10 穴または溝 11 溝または突起 12a 負荷側固定子端面 12b 反負荷側固定子端面 13 磁極位置検出用永久磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳田 英治 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 千野 則昭 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 青瀧 克巳 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 渡部 隆 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 薦田 政秋 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハウジングと、ハウジングに保持される
    多相交流巻線が施された固定子と、シャフトに保持され
    永久磁石を有する回転子と、シャフトを保持するベアリ
    ングと、ベアリングを保持するエンドブラケットを有
    し、前記の永久磁石を有する回転子の磁極位置を検出す
    るための素子を有する回路基板等を電動機内部に備える
    電動機において、前記素子を有する回路基板等が片側の
    エンドブラケットに固定され、固定子鉄心端面より、回
    転子が素子を有する回路基板等が固定されている側にオ
    ーバーハングしており、この回転子端の外周表面と前記
    素子が対向することを特徴する電動機。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電動機において、回転子
    が固定子鉄心端面よりオーバーハングする長さは、固定
    子長さに対して10〜100%の長さである電動機。
  3. 【請求項3】 ハウジングと、ハウジングに保持される
    多相交流巻線が施された固定子と、シャフトに保持され
    永久磁石を有する回転子と、シャフトを保持するベアリ
    ングと、ベアリングを保持するエンドブラケットを有
    し、前記の永久磁石を有する回転子の磁極位置を検出す
    るための素子を有する回路基板等を電動機内部に備える
    電動機において、前記素子を有する回路基板等が片側の
    エンドブラケットに固定され、回転子と回路基板等が固
    定されている側のエンドブラケットとの間のシャフトに
    永久磁石が固定され、この永久磁石の外周表面と前記素
    子が対向しており、前記回転子が有する永久磁石と、前
    記シャフトに固定されて永久磁石が同時に着磁されてい
    ることを特徴する電動機。
  4. 【請求項4】 ハウジングと、ハウジングに保持される
    多相交流巻線が施された固定子と、シャフトに保持され
    永久磁石を有する回転子と、シャフトを保持するベアリ
    ングと、ベアリングを保持するエンドブラケットを有
    し、前記の永久磁石を有する回転子の磁極位置を検出す
    るための素子を有する回路基板等を電動機内部に備える
    電動機において、前記素子を有する回路基板等が片側の
    エンドブラケットに固定され、このエンドブラケットに
    ハウジング外径より外側の部分に貫通しない穴または溝
    を有し、この穴または溝がハウジングに設けられている
    溝または突起と一致するようエンドブラケットが取り付
    けられていることを特徴する電動機。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至3のいずれかに記載の電動
    機において、素子を有する回路基板等が固定されている
    エンドブラケットに、ハウジング外径より外側の部分に
    貫通しない穴または溝を有し、この穴または溝がハウジ
    ングに設けられている溝または突起と一致するようエン
    ドブラケットが取り付けられていることを特徴する電動
    機。
JP10727798A 1998-04-17 1998-04-17 電動機 Pending JPH11299200A (ja)

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JPH11299200A true JPH11299200A (ja) 1999-10-29
JPH11299200A5 JPH11299200A5 (ja) 2005-01-06

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