電動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種利用配置于定子的勵(lì)磁磁體，使轉(zhuǎn)子磁化并使用的電動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)具備:對(duì)兩個(gè)層疊的磁性體分別為N極和S極的凸極以半間距扭轉(zhuǎn)而形成的轉(zhuǎn)子;在磁性體上形成凸極狀齒并卷繞于電樞繞組的定子；以及配置于該定子的勵(lì)磁磁體;通過(guò)勵(lì)磁磁體使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁場(chǎng)，通過(guò)切換電樞繞組的通電使定子齒產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在這兩個(gè)磁場(chǎng)的相互作用下，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
[0003]在這種電動(dòng)機(jī)中，為了對(duì)與轉(zhuǎn)子一體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸(以下稱(chēng)為軸)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，需要感測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)位置、旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)加速度等，一般采用應(yīng)用旋轉(zhuǎn)傳感器進(jìn)行感測(cè)的方法，即將對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為磁力變化，非接觸地實(shí)施檢測(cè)。旋轉(zhuǎn)傳感器一般為檢測(cè)磁通量的霍爾IC(Integrated Circuit:集成電路)方式或者檢測(cè)磁阻的MR(Magnetoresistance:磁致電阻)方式(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2?5)。這些方式中，流入設(shè)置于軸上的傳感器目標(biāo)中的傳感器磁體的磁通會(huì)隨著軸的旋轉(zhuǎn)而周期性地變化，因此，可以利用傳感器元件檢測(cè)該磁通的變化，判斷旋轉(zhuǎn)位置等。
先行技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)I:日本專(zhuān)利特開(kāi)平8-214519號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利特開(kāi)平8-338850號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本專(zhuān)利特開(kāi)2006-12504號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本專(zhuān)利特開(kāi)2001-133212號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5:日本專(zhuān)利特開(kāi)平8-105706號(hào)公報(bào)發(fā)明的公開(kāi)
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題[0005 ]霍爾IC方式或者M(jìn)R方式的旋轉(zhuǎn)傳感器在傳感器元件的特性方面，很難判別傳感器磁體的磁通和其他外部磁通(例如，位于周邊的磁鐵的磁場(chǎng)、由周邊布線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)等)，旋轉(zhuǎn)傳感器受到外部磁場(chǎng)的影響，會(huì)發(fā)生感測(cè)不良等問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題開(kāi)發(fā)而成，其目的在于防止由于外部磁場(chǎng)的影響所導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)傳感器的感測(cè)不良。
解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)具備:磁性體的旋轉(zhuǎn)軸;與旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子;卷繞于電樞繞組并通過(guò)通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子;設(shè)置于定子，使轉(zhuǎn)子磁化的勵(lì)磁磁體;與旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)的磁性體的傳感器目標(biāo);設(shè)置于定子側(cè)，產(chǎn)生通過(guò)傳感器目標(biāo)的磁場(chǎng)的傳感器磁體；以及設(shè)置于定子側(cè)，檢測(cè)根據(jù)傳感器目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)位置而變化的傳感體磁體的磁通的旋轉(zhuǎn)傳感器;勵(lì)磁磁體和傳感器磁體的磁通方向相同。
[0008]本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)具備:磁性體的旋轉(zhuǎn)軸;與旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子;卷繞于電樞繞組并通過(guò)通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子;設(shè)置于定子，使轉(zhuǎn)子磁化的勵(lì)磁磁體;與旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)的傳感器磁體；以及設(shè)置于定子側(cè)，檢測(cè)根據(jù)傳感器磁體的旋轉(zhuǎn)位置而變化的磁通的旋轉(zhuǎn)傳感器;勵(lì)磁磁體和傳感器磁體的磁通方向相同。
發(fā)明效果
[0009]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使勵(lì)磁磁體和傳感器磁體的磁通方向相同，由勵(lì)磁磁體泄漏到旋轉(zhuǎn)軸的勵(lì)磁磁通會(huì)疊加到傳感器磁體的磁通中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)傳感器的磁通密度變大，從而可以防止由于外部磁場(chǎng)的影響所導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)傳感器的感測(cè)不良。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1表示本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的電動(dòng)機(jī)的構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)軸方向X的右側(cè)為總剖視圖，左側(cè)為部分剖視圖。
圖2表示圖1的旋轉(zhuǎn)傳感器和傳感器目標(biāo)的設(shè)置狀態(tài)，圖2(a)為俯視圖，圖2(b)為側(cè)視圖。
圖3是表示實(shí)施方式I中所使用的旋轉(zhuǎn)傳感器的特性的曲線圖。
圖4是表示實(shí)施方式I中所使用的旋轉(zhuǎn)傳感器的輸出波形的曲線圖。
圖5是表示實(shí)施方式I中所使用的旋轉(zhuǎn)傳感器的特性的曲線圖，說(shuō)明通過(guò)軸的漏磁通的效果。
圖6是表示實(shí)施方式I中所使用的旋轉(zhuǎn)傳感器的輸出波形的曲線圖，說(shuō)明通過(guò)軸的漏磁通的效果。
圖7是表示增大旋轉(zhuǎn)傳感器和傳感器目標(biāo)的設(shè)置距離時(shí)旋轉(zhuǎn)傳感器的輸出波形的曲線圖。
圖8是表示實(shí)施方式I中所使用的旋轉(zhuǎn)傳感器的可設(shè)置范圍的俯視圖。
圖9是表示實(shí)施方式I所涉及的電動(dòng)機(jī)所使用的圓筒形的勵(lì)磁磁體及其磁通密度分布的圖。
圖10是表示實(shí)施方式I所涉及的電動(dòng)機(jī)所使用的長(zhǎng)方體形狀的勵(lì)磁磁體及其磁通密度分布的圖。
圖11是表示實(shí)施方式I所涉及的電動(dòng)機(jī)的變形例的圖。
圖12是表示實(shí)施方式I所涉及的電動(dòng)機(jī)的變形例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]為了更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，以下，依照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施方式1.圖1所示的電動(dòng)機(jī)I在非磁性體的外殼2的內(nèi)部具備:磁性體的軸(旋轉(zhuǎn)軸)3;可自由旋轉(zhuǎn)地支承軸3的軸承4;與軸3—體旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子5;卷繞于電樞繞組6并通過(guò)通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子7、8;設(shè)置于定子7、8之間，使軸3磁化的勵(lì)磁磁體9;判斷軸3的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)傳感器20;對(duì)電樞繞組6通電的匯流條10;根據(jù)軸3的旋轉(zhuǎn)位置，控制由匯流條10向電樞繞組6的通電的控制基板11。
另外，在圖1中，旋轉(zhuǎn)軸方向X的右側(cè)表示的是電動(dòng)機(jī)I的總剖視圖，左側(cè)表示的是部分剖視圖。并且，在圖1中，設(shè)置有2個(gè)旋轉(zhuǎn)傳感器20。
[0012]對(duì)于由磁性體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子5，以180度的間隔于2處形成向周向外側(cè)突出的突部，在旋轉(zhuǎn)軸方向X的中途使突部呈錯(cuò)開(kāi)90度的狀態(tài)(突部5a、5b)。將軸3固定于該轉(zhuǎn)子5，使軸3和轉(zhuǎn)子5—體地旋轉(zhuǎn)，從而將轉(zhuǎn)子5所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力輸出到外部。將電動(dòng)機(jī)I應(yīng)用于汽車(chē)用渦輪增壓機(jī)及電動(dòng)壓縮機(jī)等產(chǎn)品中時(shí)，將軸3連接到渦輪(即所謂的葉輪)的旋轉(zhuǎn)軸，利用電動(dòng)機(jī)I旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)渦輪。
[0013]對(duì)于由磁性體構(gòu)成的定子7、8，形成有向周向內(nèi)側(cè)突出的多個(gè)齒7a、8a，沿旋轉(zhuǎn)軸方向X卷繞有電樞繞組6。此外，在定子7、8之間設(shè)置有用于使轉(zhuǎn)子5磁化的勵(lì)磁磁體9。
[0014]匯流條10由對(duì)銅板的線圈1a進(jìn)行一體成型的樹(shù)脂構(gòu)件構(gòu)成。線圈1a的一端電連接到電樞繞組6，另一端電連接到控制基板11。控制基板11將未圖示的外部電源轉(zhuǎn)換為交流電源，根據(jù)旋轉(zhuǎn)傳感器20的輸出，依次切換線圈1a的相(例如U相、V相、W相這三相)，并向電樞繞組6流入電流。
[0015]沿旋轉(zhuǎn)軸方向X被磁化的勵(lì)磁磁體9的磁通(圖1所示的勵(lì)磁磁通路徑)為，從配置于勵(lì)磁磁體9的N極側(cè)的定子8向轉(zhuǎn)子5的突部5b流出，沿旋轉(zhuǎn)軸方向X進(jìn)入轉(zhuǎn)子5，從位于S極側(cè)的突部5a流出，并向配置于轉(zhuǎn)子5的S極側(cè)的定子7流入的勵(lì)磁磁通。如此，勵(lì)磁磁體9的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)作用于轉(zhuǎn)子5，從而將與勵(lì)磁磁體9的N極側(cè)相向的轉(zhuǎn)子5的突部5b磁化為N極，將與勵(lì)磁磁體9的S極側(cè)相向的突部5a磁化為S極。如果電流經(jīng)由匯流條1的線圈I Oa流入電樞繞組6中，則定子7、8的各齒7a、8a會(huì)根據(jù)流入的電流方向進(jìn)行磁化而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。利用控制基板11的控制，切換流入電樞繞組6的電流方向，由此，齒7a、8a的NS各極性發(fā)生旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)，在磁力作用下，轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)。
[0016]接下來(lái)，說(shuō)明旋轉(zhuǎn)傳感器20的詳細(xì)內(nèi)容。
圖2(a)是表示旋轉(zhuǎn)傳感器20和傳感器目標(biāo)21的設(shè)置狀態(tài)的俯視圖，圖2(b)為側(cè)視圖。該旋轉(zhuǎn)傳感器20是一體具備傳感器元件20a及傳感器磁體20b、20c的IC芯片，但傳感器元件20a和傳感器磁體20b、20c也可以分開(kāi)形成。傳感器元件20a使用霍爾元件或者磁阻元件，在圖1及圖2中，傳感器元件20a的感測(cè)方向設(shè)置為垂直于旋轉(zhuǎn)軸方向X。旋轉(zhuǎn)傳感器20中內(nèi)置的傳感器磁體20b、20c為I個(gè)以上即可，將各傳感器磁體20a、20b的S極朝向傳感器目標(biāo)21側(cè)配置。
在該設(shè)置例的情況下，傳感器磁體20b、20c的磁通(圖1及圖2所示的傳感器磁通路徑)為從傳感器磁體20b、20c的N極流入傳感器目標(biāo)21，通過(guò)傳感器