WO2019186832A1 - 回転電機及びそれを用いたエレベータのドア装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a rotating electric machine having a rotation angle detecting device and an elevator door device using the rotating electric machine.
- a magnetic sensor detects a rotation angle of a rotating body by a magnetic field from a magnetic generator provided on the rotating body.
- the rotation angle may be erroneously detected due to the influence of the external magnetic field.
- the magnetic sensor may fail when exposed to a strong magnetic field such as a magnet for a long time.
- a metal plate made of a material having high magnetic permeability is arranged in the vicinity of the sensor as a magnetic shield in order to suppress the influence of a magnetic field caused by a current flowing through a power system substrate on the magnetic sensor.
- a metal plate made of a material having high magnetic permeability is arranged in the vicinity of the sensor as a magnetic shield in order to suppress the influence of a magnetic field caused by a current flowing through a power system substrate on the magnetic sensor.
- a box-shaped inner magnetic shield is provided inside the box-shaped outer magnetic shield.
- a plurality of nonmagnetic spacers are interposed between the outer magnetic shield and the inner magnetic shield (see, for example, Patent Document 2).
- Elevator door motors can be accessed by elevator users relatively easily than other elevator equipment. For this reason, when applying a rotating electrical machine equipped with a rotation angle detection device using a magnetic sensor to an elevator door motor, in order to reduce the failure rate of the magnetic sensor, it is possible to prevent tampering such as bringing the magnet closer to the magnetic sensor. Countermeasures are necessary.
- the thickness of the metal plate is increased in order to cope with a strong magnetic field such as a magnet.
- the cover of the door motor is generally manufactured by drawing or bending, the workability decreases when the thickness of the metal plate is increased.
- the thickness of the entire cover after processing increases, which hinders downsizing of the door motor.
- the magnetic shield device of Patent Document 2 does not consider application to a rotation angle detection device provided at the shaft end of a rotating electrical machine, and has a structure that surrounds an object. It will be blocked.
- the present invention has been made to solve the above-described problems, and can effectively suppress the influence of an external magnetic field on the magnetic sensor provided at the shaft end of the rotating shaft. It is an object of the present invention to obtain a rotating electrical machine and an elevator door device using the same.
- a rotating electrical machine includes a housing having an opening, a shaft end provided in the opening, and a rotating shaft supported rotatably in the housing, and a magnetic provided in the shaft end.
- a rotation angle detecting device having a generator and a magnetic sensor facing the magnetic generator and generating a signal corresponding to the rotation angle of the rotation shaft, opposite to the rotation shaft with respect to the magnetic sensor
- a magnetic outer cover attached to the housing on the side, and a magnetic inner cover disposed between the magnetic sensor and the outer cover, and a portion of the inner cover facing the magnetic sensor;
- a gap is provided between the outer cover and the outer cover.
- the inner cover is disposed between the magnetic sensor and the outer cover.
- a gap is provided between the portion of the inner cover facing the magnetic sensor and the outer cover. For this reason, the influence of the external magnetic field on the magnetic sensor provided at the shaft end of the rotating shaft can be efficiently suppressed.
- FIG. 1 It is sectional drawing of the rotary electric machine by Embodiment 1 of this invention. It is a front view which shows the magnetic generation unit of FIG.
- FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2. It is sectional drawing of the rotary electric machine by Embodiment 2 of this invention. It is the rear view which looked at the sensor board
- FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 5.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention.
- the housing 1 has a flat plate-like first shaft support portion 1a and a flat plate-like second shaft support portion 1b.
- the second shaft support portion 1b faces the first shaft support portion 1a.
- a circular first opening 1c is provided in the center of the first shaft support portion 1a.
- a circular second opening 1d is provided in the center of the second shaft support portion 1b.
- the first bearing 2 is mounted in the first opening 1c.
- a second bearing 3 is mounted in the second opening 1d.
- the rotating shaft 4 is rotatably supported by the housing 1 via the first and second bearings 2 and 3.
- the rotor 5 is provided on the rotating shaft 4.
- the rotor 5 has a rotor core 6 and a plurality of rotor magnets 7.
- the rotor iron core 6 is fixed to the rotating shaft 4.
- the rotor magnet 7 is fixed to the outer peripheral portion of the rotor iron core 6.
- the rotor 5 rotates integrally with the rotating shaft 4.
- a stator 8 is fixed to the housing 1.
- the stator 8 has a stator iron core 9 and a plurality of stator coils 10.
- the stator iron core 9 is fixed to the housing 1.
- the stator coil 10 is provided on the stator core 9.
- the stator 8 faces the rotor 5 via a gap.
- the rotating shaft 4 has a first shaft end 4a and a second shaft end 4b.
- the first shaft end portion 4 a is an end portion on the first shaft support portion 1 a side in the axial direction of the rotating shaft 4.
- the second shaft end portion 4 b is an end portion on the second shaft support portion 1 b side in the axial direction of the rotating shaft 4.
- the first shaft end 4a is provided in the first opening 1c. Further, the first shaft end portion 4a is held by the first bearing 2 in the first opening 1c.
- the second shaft end 4 b penetrates the second bearing 3 and protrudes out of the housing 1.
- a shaft end recess 4d is provided on the end surface 4c of the first shaft end 4a.
- the shaft end recess 4d is provided at the center of the end surface 4c.
- the front shape of the shaft end recess 4d is circular.
- a disk-like magnetism generating unit 11 is provided in the shaft end recess 4d.
- the magnetism generating unit 11 rotates integrally with the rotating shaft 4.
- the entire magnetism generation unit 11 is accommodated in the shaft end recess 4d so that the magnetism generation unit 11 does not protrude from the end face 4c.
- the shaft end recess 4 d and the magnetism generating unit 11 are arranged inside the first bearing 2. That is, the shaft end recessed portion 4 d and the magnetism generating unit 11 are disposed at the same position as the first bearing 2 in the axial direction of the rotating shaft 4. Further, the end surface 4 c is flush with the end surface of the first bearing 2 on the side opposite to the rotor 5.
- a substrate mounting recess 1e is formed on the surface of the first shaft support portion 1a opposite to the second shaft support portion 1b.
- the first opening 1c is provided in the center of the bottom surface of the substrate mounting recess 1e.
- the sensor substrate 12 is fixed in the substrate mounting recess 1e.
- the sensor substrate 12 is a printed circuit board. Further, the sensor substrate 12 is fixed to the first shaft support portion 1a by a plurality of substrate fasteners 13. As each board
- the sensor substrate 12 has an inner surface 12a and an outer surface 12b.
- the inner surface 12 a faces the magnetism generating unit 11.
- the outer surface 12b is located on the opposite side to the inner surface 12a.
- a magnetic sensor 14 is provided on the inner surface 12a.
- the magnetic sensor 14 faces the magnetism generating unit 11 through a gap.
- the magnetic sensor 14 detects the phase around the axis of the rotary shaft 4 from the magnetic state generated by the magnetism generating unit 11.
- a magnetoresistive element is used as the magnetic sensor 14.
- the rotation angle detection device 15 includes a magnetic generation unit 11, a sensor substrate 12, and a magnetic sensor 14.
- the rotation angle detection device 15 generates a signal corresponding to the rotation angle of the rotation shaft 4.
- a signal generated by the rotation angle detection device 15 is sent to a control unit (not shown) that controls the rotation of the motor.
- the outer cover 16 made of a magnetic material is attached to the surface opposite to the second shaft end portion 4b of the first shaft support portion 1a.
- the outer cover 16 is attached to the housing 1 on the side opposite to the rotating shaft 4 with respect to the magnetic sensor 14.
- the outer cover 16 is fixed to the first shaft support portion 1a by a plurality of outer cover fasteners 17. As each outer cover fastener 17, for example, a bolt is used.
- the outer shape of the outer cover 16 is circular.
- the outer cover 16 has a peripheral edge part 16a and a cover concave part 16b which is an inner part of the peripheral edge part 16a.
- the outer cover fastener 17 is disposed on the peripheral edge portion 16a.
- the cover recess 16b is formed by extruding a portion excluding the peripheral edge portion 16a of the outer cover 16 to the side opposite to the rotating shaft 4.
- an inner cover 18 that is a flat plate made of a magnetic material is disposed between the magnetic sensor 14 and the outer cover 16.
- the inner cover 18 is disposed between the sensor substrate 12 and the outer cover 16.
- the inner cover 18 covers the sensor substrate 12. Further, the inner cover 18 faces the outer surface 12b through a gap.
- the outer shape of the inner cover 18 is circular. A peripheral edge portion of the inner cover 18 is sandwiched between the outer cover 16 and the first shaft support portion 1a. Thus, the inner cover 18 is fixed to the first shaft support portion 1a.
- the outer cover 16 covers the inner cover 18.
- a space 19 is provided between the inner cover 18 and the outer cover 16.
- the gap 19 is provided between the bottom surface of the cover recess 16 b and the inner cover 18.
- the gap 19 is disposed between the outer cover 16 and at least a portion of the inner cover 18 facing the magnetic sensor 14.
- An annular packing 20 is sandwiched between the outer peripheral portion of the outer cover 16 and the first shaft support portion 1a. Thereby, the packing 20 is being fixed to the 1st axis
- FIG. 2 is a front view showing the magnetic generation unit 11 of FIG.
- FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
- the magnetic generation unit 11 includes a case 41 and a disk-shaped magnetic generator 42.
- the magnetic generator 42 is accommodated in the case 41.
- the case 41 has a cylindrical portion 41a and a disc-shaped bottom portion 41b.
- the bottom 41b closes one end of the cylindrical portion 41a in the axial direction.
- the cylindrical portion 41 a protrudes toward the magnetic sensor 14 from the surface of the magnetic generator 42 that faces the magnetic sensor 14.
- Notches 41c are provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the cylindrical portion 41a.
- the notch 41c is used when the magnetic generator 42 is positioned in the circumferential direction.
- two cutouts 41c are provided in the cylindrical portion 41a.
- the case 41 is made of a nonmagnetic material.
- a material of the case 41 for example, resin, aluminum, or brass is used.
- the magnetic generator 42 is obtained by integrating two semicircular permanent magnets.
- the two permanent magnets are magnetized in directions opposite to each other in the axial direction of the rotating shaft 4. That is, the N pole of one permanent magnet and the S pole of the other permanent magnet are opposed to the magnetic sensor 14.
- the center of the magnetic generator 42 is located on the axis of the rotating shaft 4.
- the magnetic generator 42 can be formed, for example, by injecting a bond magnet material into the case 41 and then magnetizing it. Further, a magnetized disk-shaped magnetic generator 42 may be fitted into the case 41.
- the magnetic generator 42 In order to detect the relative angle between the rotor magnet 7 and the stator coil 10, the magnetic generator 42 needs to be adjusted to a certain angle with respect to the rotor magnet 7. That is, the magnetic generator 42 needs to be positioned in the circumferential direction of the rotating shaft 4.
- the notch 41c is used for positioning the magnetic generator 42 in the circumferential direction.
- the case 41 is fixed in the shaft end recess 4d by an adhesive. After the case 41 is inserted into the shaft end recess 4d and before the adhesive is cured, the jig 41 or the operator's finger is hooked on the notch 41c to rotate the case 41, thereby positioning the magnetic generator 42 in the circumferential direction. Done. Thereafter, the adhesive is cured.
- the end face 4c of the rotary shaft 4 is provided with a mark for positioning the magnetic generator 42.
- the notch 41c is disposed on the extension of the boundary between the two permanent magnets, and the notch 41c itself serves as a positioning mark on the magnetic generator 42 side.
- an inner cover 18 is disposed between the magnetic sensor 14 and the outer cover 16. Further, a gap 19 is provided between a portion of the inner cover 18 facing the magnetic sensor 14 and the outer cover 16. For this reason, the influence of the external magnetic field on the magnetic sensor 14 can be suppressed while suppressing an increase in the plate thickness of the outer cover 16 and the inner cover 18. As a result, it is possible to suppress deterioration in workability of the outer cover 16 and the inner cover 18 and efficiently suppress the influence of the external magnetic field on the magnetic sensor 14 provided in the first shaft end portion 4a. it can.
- the outer cover 16 is attached to the first shaft support portion 1a by an outer cover fastener 17.
- the edge of the inner cover 18 is sandwiched between the outer cover 16 and the first shaft support portion 1a. Therefore, the inner cover 18 can be attached to the first shaft support portion 1a with a simple configuration.
- both the inner cover 18 and the packing 20 are sandwiched between the outer cover 16 and the first shaft support portion 1a, an increase in the axial dimension of the rotating electrical machine can be suppressed.
- the magnetism generating unit 11 is provided in the shaft end recess 4 d, and the shaft end recess 4 d and the magnetism generating unit 11 are disposed inside the first bearing 2. For this reason, the magnetic sensor 14 can be disposed close to the end face 4c, and the overall axial dimension can be reduced.
- the magnetic generator 42 is accommodated in the case 41, the magnetic generator 42 can be disposed at a more accurate position in the shaft end recess 4d while protecting the magnetic generator 42.
- the magnetic generator 42 can be easily formed in the case 41.
- the notch 41c is provided in the cylindrical portion 41a, the circumferential direction of the magnetic generator 42 can be easily and more accurately performed.
- FIG. 4 is a sectional view of a rotary electric machine according to Embodiment 2 of the present invention.
- an inner cover 43 made of a magnetic material is attached to the sensor substrate 12 instead of the inner cover 18 of the first embodiment.
- the cross-sectional shape of the inner cover 43 is a U-shape.
- a gap 19 is provided between the inner cover 43 and the outer cover 16.
- Other configurations are the same as those in the first embodiment.
- FIG. 5 is a rear view of the sensor substrate 12 of FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
- the inner cover 43 includes a rectangular flat cover body 43a and a pair of cover connection portions 43b.
- the cover main body 43a is disposed between the outer surface 12b and the outer cover 16. Further, the cover main body 43a faces the outer surface 12b through a gap. The cover main body 43a covers the magnetic sensor 14 when the sensor substrate 12 is viewed from the outer cover 16 side.
- the cover connecting portion 43b protrudes from the mutually opposing edge portions of the cover main body 43a toward the sensor substrate 12 and is connected to the sensor substrate 12. Each cover connecting portion 43b is soldered to the sensor substrate 12.
- the inner cover 43 is attached to the sensor substrate 12, the inner cover 43 can be reduced in size and weight.
- the cover main body 43a faces the outer surface 12b via a gap, the influence of the external magnetic field on the magnetic sensor 14 can be more efficiently suppressed.
- the inner cover 43 is soldered to the sensor substrate 12, the inner cover 43 can be easily attached to the sensor substrate 12.
- the outer shape of the cover main body 43a is rectangular, but it may be circular, for example.
- cover connection portions 43b is not particularly limited. Further, the cover connecting portion 43b may be provided continuously over the entire circumference of the cover main body 43a.
- the cover main body 43a may have a disk shape, and the cover connection portion 43b may have a cylindrical shape.
- the outer cover 16 has a circular outer shape, and the annular packing 20 is used.
- the outer shape of the outer cover 16 and the shape of the packing are not particularly limited.
- the outer shape of the outer cover 16 may be rectangular and the rectangular packing 20 may be used.
- the packing 20 is sandwiched between the outer cover 16 and the first shaft support portion 1a.
- the packing 20 may be integrated with the outer cover 16 in advance. Further, the packing 20 may be omitted.
- the magnetic sensor 14 is not limited to a magnetoresistive element, and may be, for example, a Hall element, a Hall IC, or a magnetic encoder.
- FIG. 7 is a front view showing a part of an elevator car as an application example of the rotating electrical machine of the present invention.
- FIG. 8 is a side view showing a part of the car of FIG.
- a car entrance 21 a is provided on the front surface of the car 21 on the landing side.
- the car doorway 21a is opened and closed by the first and second car doors 22a and 22b.
- the first and second car doors 22a and 22b have a door panel 23 and a door hanger 24, respectively.
- Each door hanger 24 is fixed to the upper part of the corresponding door panel 23.
- Each door hanger 24 is provided with a plurality of hanger rollers 25.
- a girder 27 is fixed to the upper part of the front surface of the car 21.
- the girder 27 is disposed above the car doorway 21a.
- the girders 27 are provided with hanger rails 28.
- the first and second car doors 22a and 22b are suspended from the hanger rail 28, and move along the hanger rail 28 when the car doorway 21a is opened and closed. Further, the hanger roller 25 moves while rolling on the hanger rail 28 when the first and second car doors 22a and 22b are opened and closed.
- the rotary electric machine of Embodiment 1 or 2 can be used.
- the door motor 29 is arranged so that the rotation shaft 4 is horizontal and parallel to the depth direction of the car 21.
- a first pulley 30 is fixed to the second shaft end 4 b of the rotating shaft 4 of the door motor 29.
- a second pulley 31 is rotatably provided at the other end of the beam 27 in the width direction of the car doorway 21a.
- An endless belt 32 is wound around the first pulley 30 and the second pulley 31.
- the first car door 22a is connected to the upper part of the belt 32 through the first connecting member 33a.
- the second car door 22b is connected to the lower portion of the belt 32 via the second connecting member 33b.
- the door motor 29 is disposed in front of the front surface of the car 21.
- the ceiling 21 b of the car 21 is located above the door motor 29. In other words, the door motor 29 is disposed at a position lower than the ceiling 21b.
- the door device includes first and second car doors 22a and 22b, girders 27, a door motor 29, a first pulley 30, a second pulley 31, a belt 32, a first connection member 33a, and a second connection member. 33b.
- the door motor 29 When the axial dimension of the door motor 29 is large, the door motor 29 cannot be disposed in front of the car 21 and needs to be disposed on the ceiling 21b. In this case, a mechanism for transmitting the output of the door motor 29 from the ceiling 21b to the first pulley 30 is required, and the door device is increased in size.
- the failure rate of the rotation angle detection device 15 can be reduced against mischief by the elevator user.
- the rotating electrical machine of the present invention can also be applied to an electric motor, a generator, and a generator motor other than the elevator door motor 29.
- SYMBOLS 1 Housing 1c 1st opening, 4 Rotating shaft, 4a 1st shaft end part, 12 Sensor board, 12a Inner surface, 12b Outer surface, 14 Magnetic sensor, 15 Rotation angle detection device, 16 Outer cover, 16b Cover recess, 17 Outer Cover Fastener, 18, 43 Inner Cover, 19 Gap, 20 Packing, 21a Car Doorway, 22a First Car Door, 22b Second Car Door, 27 Girder, 29 Door Motor (Rotary Electric Machine), 42 Magnetic Generator 43a Cover body, 43b Cover connection part.
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Abstract
回転電機は、ハウジング、回転軸、回転角度検出装置、磁性体製の外側カバー、及び磁性体製の内側カバーを有している。回転角度検出装置は、回転軸の軸端部に設けられている磁気発生体と、磁気発生体に対向している磁気式センサとを有している。外側カバーは、磁気式センサに対して回転軸とは反対側でハウジングに取り付けられている。内側カバーは、磁気式センサと外側カバーとの間に配置されている。内側カバーの磁気式センサに対向する部分と外側カバーとの間には、空隙が設けられている。
Description
この発明は、回転角度検出装置を有している回転電機、及びそれを用いたエレベータのドア装置に関するものである。
一般に、磁気式センサは、回転体に設けられている磁気発生体からの磁界により、回転体の回転角度を検出する。しかし、外部磁界が存在する場合は、外部磁界の影響により、回転角度を誤検出することがある。また、磁気式センサは、磁石等の強磁界に長期間曝されると、故障に至ることがある。
従来の電動モータの電子回路装置では、パワー系基板を流れる電流による磁界の磁気式センサへの影響を抑制するため、透磁率の高い材料からなる金属板が磁気シールドとしてセンサ近傍に配置されている(例えば、特許文献1参照)。
また、従来の磁気シールド装置では、箱状の外側磁気シールドの内側に、箱状の内側磁気シールドが設けられている。また、外側磁気シールドと内側磁気シールドとの間には、複数の非磁性スペーサが介在している(例えば、特許文献2参照)。
エレベータのドアモータは、エレベータの他の機器よりも、比較的容易にエレベータ利用者からアクセスできる。このため、磁気式センサを用いた回転角度検出装置を備えた回転電機をエレベータのドアモータに適用する場合、磁気式センサの故障率を低減するために、磁石を磁気式センサに近づける等のいたずらに対する対策が必要である。
これに対して、特許文献1の磁気シールドでは、磁石などの強磁界に対応するためには、金属板の厚さを大きくすることになる。しかし、ドアモータのカバーは、絞り加工又は曲げ加工により製造されることが一般的であるため、金属板の厚さを大きくすると加工性が低下する。また、加工後のカバー全体の厚さも大きくなり、ドアモータの小型化の妨げとなる。
また、特許文献2の磁気シールド装置は、回転電機の軸端に設けられている回転角度検出装置への適用が考慮されておらず、対象を囲む構造であるため、磁気発生体からの磁界も遮断されてしまう。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、回転軸の軸端部に設けられている磁気式センサへの外部磁界の影響を、効率的に抑制することができる回転電機、及びそれを用いたエレベータのドア装置を得ることを目的とする。
この発明に係る回転電機は、開口を有するハウジング、開口に設けられている軸端部を有しており、かつハウジングに回転可能に支持されている回転軸、軸端部に設けられている磁気発生体と、磁気発生体に対向している磁気式センサとを有しており、回転軸の回転角度に応じた信号を発生する回転角度検出装置、磁気式センサに対して回転軸とは反対側でハウジングに取り付けられている磁性体製の外側カバー、及び磁気式センサと外側カバーとの間に配置されている磁性体製の内側カバーを備え、内側カバーの磁気式センサに対向する部分と外側カバーとの間には、空隙が設けられている。
この発明の回転電機は、磁気式センサと外側カバーとの間に、内側カバーが配置されている。また、内側カバーの磁気式センサに対向する部分と外側カバーとの間には、空隙が設けられている。このため、回転軸の軸端部に設けられている磁気式センサへの外部磁界の影響を、効率的に抑制することができる。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による回転電機の断面図である。図において、ハウジング1は、平板状の第1の軸支持部1aと、平板状の第2の軸支持部1bとを有している。第2の軸支持部1bは、第1の軸支持部1aに対向している。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による回転電機の断面図である。図において、ハウジング1は、平板状の第1の軸支持部1aと、平板状の第2の軸支持部1bとを有している。第2の軸支持部1bは、第1の軸支持部1aに対向している。
第1の軸支持部1aの中央には、円形の第1の開口1cが設けられている。第2の軸支持部1bの中央には、円形の第2の開口1dが設けられている。
第1の開口1cには、第1の軸受2が装着されている。第2の開口1dには、第2の軸受3が装着されている。回転軸4は、第1及び第2の軸受2,3を介して、ハウジング1に回転可能に支持されている。
回転軸4には、ロータ5が設けられている。ロータ5は、ロータ鉄心6と、複数のロータ磁石7とを有している。ロータ鉄心6は、回転軸4に固定されている。ロータ磁石7は、ロータ鉄心6の外周部に固定されている。ロータ5は、回転軸4と一体に回転する。
ハウジング1には、ステータ8が固定されている。ステータ8は、ステータ鉄心9と、複数のステータコイル10とを有している。ステータ鉄心9は、ハウジング1に固定されている。ステータコイル10は、ステータ鉄心9に設けられている。ステータ8は、隙間を介してロータ5に対向している。
回転軸4は、第1の軸端部4aと、第2の軸端部4bとを有している。第1の軸端部4aは、回転軸4の軸方向の第1の軸支持部1a側の端部である。第2の軸端部4bは、回転軸4の軸方向の第2の軸支持部1b側の端部である。
第1の軸端部4aは、第1の開口1cに設けられている。また、第1の軸端部4aは、第1の開口1c内で第1の軸受2に保持されている。第2の軸端部4bは、第2の軸受3を貫通して、ハウジング1外へ突出している。
第1の軸端部4aの端面4cには、軸端凹部4dが設けられている。軸端凹部4dは、端面4cの中央に設けられている。軸端凹部4dの正面形状は、円形である。
軸端凹部4d内には、円板状の磁気発生ユニット11が設けられている。磁気発生ユニット11は、回転軸4と一体に回転する。この例では、磁気発生ユニット11が端面4cから突出しないように、磁気発生ユニット11の全体が軸端凹部4d内に収容されている。
また、軸端凹部4d及び磁気発生ユニット11は、第1の軸受2の内側に配置されている。即ち、軸端凹部4d及び磁気発生ユニット11は、回転軸4の軸方向について第1の軸受2と同じ位置に配置されている。また、端面4cは、第1の軸受2のロータ5とは反対側の端面と面一である。
第1の軸支持部1aの第2の軸支持部1bとは反対側の面には、基板装着凹部1eが形成されている。第1の開口1cは、基板装着凹部1eの底面の中央に設けられている。
基板装着凹部1e内には、センサ基板12が固定されている。センサ基板12は、プリント基板である。また、センサ基板12は、複数の基板締結具13により、第1の軸支持部1aに固定されている。各基板締結具13としては、例えばボルトが用いられている。また、センサ基板12は、第1の開口1cを塞いでいる。
また、センサ基板12は、内面12aと外面12bとを有している。内面12aは、磁気発生ユニット11に対向している。外面12bは、内面12aとは反対側に位置している。
内面12aには、磁気式センサ14が設けられている。磁気式センサ14は、隙間を介して磁気発生ユニット11に対向している。また、磁気式センサ14は、磁気発生ユニット11が生じる磁気の状態から、回転軸4の軸心回りの位相を検出する。磁気式センサ14としては、例えば磁気抵抗素子が用いられている。
回転角度検出装置15は、磁気発生ユニット11、センサ基板12、及び磁気式センサ14を有している。また、回転角度検出装置15は、回転軸4の回転角度に応じた信号を発生する。回転電機がモータである場合、回転角度検出装置15で発生した信号は、モータの回転を制御する制御部(図示せず)に送られる。
第1の軸支持部1aの第2の軸端部4bとは反対側の面には、磁性体製の外側カバー16が取り付けられている。外側カバー16は、磁気式センサ14に対して回転軸4とは反対側で、ハウジング1に取り付けられている。
また、外側カバー16は、複数の外側カバー締結具17により第1の軸支持部1aに固定されている。各外側カバー締結具17としては、例えばボルトが用いられている。外側カバー16の外形は、円形である。
外側カバー16は、周縁部16aと、周縁部16aの内側の部分であるカバー凹部16bとを有している。外側カバー締結具17は、周縁部16aに配置されている。カバー凹部16bは、外側カバー16の周縁部16aを除く部分を、回転軸4とは反対側へ押し出すことにより形成されている。
磁気式センサ14と外側カバー16との間には、磁性体製の平板である内側カバー18が配置されている。内側カバー18は、センサ基板12と外側カバー16との間に配置されている。また、内側カバー18は、センサ基板12を覆っている。また、内側カバー18は、隙間を介して外面12bに対向している。
内側カバー18の外形は、円形である。内側カバー18の周縁部は、外側カバー16と第1の軸支持部1aとの間に挟み込まれている。これにより、内側カバー18は、第1の軸支持部1aに固定されている。また、外側カバー16は、内側カバー18を覆っている。
内側カバー18と外側カバー16との間には、空隙19が設けられている。空隙19は、カバー凹部16bの底面と内側カバー18との間に設けられている。また、空隙19は、内側カバー18の少なくとも磁気式センサ14に対向する部分と、外側カバー16との間に配置されている。
外側カバー16の外周部と第1の軸支持部1aとの間には、円環状のパッキン20が挟み込まれている。これにより、パッキン20は、第1の軸支持部1aに固定されている。
図2は、図1の磁気発生ユニット11を示す正面図である。また、図3は、図2のIII-III線に沿う断面図である。磁気発生ユニット11は、ケース41と、円板状の磁気発生体42とを有している。磁気発生体42は、ケース41内に収容されている。
ケース41は、円筒部41aと、円板状の底部41bとを有している。底部41bは、円筒部41aの軸方向一端を塞いでいる。円筒部41aは、磁気発生体42の磁気式センサ14に対向する面よりも磁気式センサ14側へ突出している。
円筒部41aの周方向の複数箇所には、切欠41cが設けられている。切欠41cは、磁気発生体42の周方向の位置決め時に利用される。この例では、円筒部41aに2つの切欠41cが設けられている。
また、ケース41は、非磁性体により構成されている。ケース41の材料としては、例えば、樹脂、アルミニウム、又は真鍮が用いられている。
磁気発生体42は、半円形の2つの永久磁石を一体化したものである。2つの永久磁石は、回転軸4の軸方向に互いに逆向きに磁化されている。即ち、一方の永久磁石のN極と他方の永久磁石のS極とが磁気式センサ14に対向している。磁気発生体42の中心は、回転軸4の軸心上に位置している。
磁気発生体42は、例えば、ボンド磁石の材料をケース41に射出した後、着磁することにより形成することができる。また、着磁された円板状の磁気発生体42をケース41内に嵌め込んでもよい。
ロータ磁石7とステータコイル10との相対角度を検出するために、磁気発生体42は、ロータ磁石7に対してある角度に合わせる必要がある。即ち、磁気発生体42は、回転軸4の周方向に位置決めする必要がある。切欠41cは、磁気発生体42の周方向の位置決めのために使用される。
ケース41は、接着剤により軸端凹部4d内に固定されている。ケース41を軸端凹部4d内に挿入した後、接着剤が硬化する前に、治具又は作業者の指を切欠41cに引っ掛けてケース41を回転させ、磁気発生体42の周方向の位置決めが行われる。この後、接着剤を硬化させる。
回転軸4の端面4cには、磁気発生体42の位置決めを行う際の目印が設けられている。この例では、切欠41cが2つの永久磁石の境界の延長上に配置されており、切欠41c自体が磁気発生体42側の位置決めの目印となっている。
このような回転電機では、磁気式センサ14と外側カバー16との間に、内側カバー18が配置されている。また、内側カバー18の磁気式センサ14に対向する部分と外側カバー16との間には、空隙19が設けられている。このため、外側カバー16及び内側カバー18の板厚の増大を抑制しつつ、磁気式センサ14への外部磁界の影響を抑制することができる。これにより、外側カバー16及び内側カバー18の加工性の低下を抑制し、第1の軸端部4aに設けられている磁気式センサ14への外部磁界の影響を、効率的に抑制することができる。
従って、磁石等の強磁界が外部から近付けられた場合においても、磁気式センサ14への強磁界の影響を効果的に抑制できる。
また、外側カバー16ーと第1の軸支持部1aとの間に、パッキン20が挟み込まれている。このため、簡単な構成により、センサ基板12に対する防水性を確保することができる。
また、外側カバー16は、外側カバー締結具17により第1の軸支持部1aに取り付けられている。また、内側カバー18の縁部は、外側カバー16と第1の軸支持部1aとの間に挟み込まれている。このため、簡単な構成により、内側カバー18を第1の軸支持部1aに取り付けることができる。
また、内側カバー18及びパッキン20の両方が外側カバー16と第1の軸支持部1aとの間に挟み込まれているので、回転電機の軸方向寸法の増大を抑制することができる。
また、防水性を確保しつつ、外部磁界の影響を抑制することができ、回転角度検出装置15の故障率を低減することができる。
また、磁気発生ユニット11は、軸端凹部4d内に設けられており、軸端凹部4d及び磁気発生ユニット11は、第1の軸受2の内側に配置されている。このため、磁気式センサ14を端面4cに近付けて配置することができ、全体の軸方向寸法を縮小することができる。
また、磁気発生体42をケース41に収容したので、磁気発生体42を保護しつつ、磁気発生体42を軸端凹部4d内のより正確な位置に配置することができる。
また、非磁性体製のケース41を用いたので、ケース41内に磁気発生体42を容易に形成することができる。
また、円筒部41aに切欠41cを設けたので、磁気発生体42の周方向の位置決めを容易に、かつ、より正確に行うことができる。
実施の形態2.
次に、図4は、この発明の実施の形態2による回転電機の断面図である。実施の形態2では、実施の形態1の内側カバー18の代わりに、磁性体製の内側カバー43がセンサ基板12に取り付けられている。内側カバー43の断面形状は、コ字形である。内側カバー43と外側カバー16との間には、空隙19が設けられている。他の構成は、実施の形態1と同様である。
次に、図4は、この発明の実施の形態2による回転電機の断面図である。実施の形態2では、実施の形態1の内側カバー18の代わりに、磁性体製の内側カバー43がセンサ基板12に取り付けられている。内側カバー43の断面形状は、コ字形である。内側カバー43と外側カバー16との間には、空隙19が設けられている。他の構成は、実施の形態1と同様である。
図5は、図4のセンサ基板12を回転軸4とは反対側から見た背面図である。図6は、図5のVI-VI線に沿う断面図である。内側カバー43は、矩形の平板状のカバー本体43aと、一対のカバー接続部43bとを有している。
カバー本体43aは、外面12bと外側カバー16との間に配置されている。また、カバー本体43aは、隙間を介して外面12bに対向している。また、カバー本体43aは、センサ基板12を外側カバー16側から見て、磁気式センサ14を覆っている。
カバー接続部43bは、カバー本体43aの互いに対向する縁部からセンサ基板12側へ突出しており、センサ基板12に接続されている。また、各カバー接続部43bは、センサ基板12にはんだ付けされている。
このような構成によっても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
また、内側カバー43がセンサ基板12に取り付けられているので、内側カバー43を小型軽量化することができる。
また、カバー本体43aは、隙間を介して外面12bに対向しているので、磁気式センサ14への外部磁界の影響を、より効率的に抑制することができる。
また、内側カバー43がセンサ基板12にはんだ付けされているので、センサ基板12への内側カバー43の取り付けを容易に行うことができる。
なお、実施の形態2では、カバー本体43aの外形を矩形としたが、例えば円形としてもよい。
また、カバー接続部43bの数は、特に限定されない。また、カバー接続部43bは、カバー本体43aの全周に渡って連続して設けてもよい。例えば、カバー本体43aを円板状とし、カバー接続部43bを円筒状としてもよい。
また、実施の形態1、2では、外側カバー16の外形を円形とし、円環状のパッキン20を用いた。しかし、外側カバー16の外形及びパッキンの形状は、特に限定されない。例えば、外側カバー16の外形を矩形とし、矩形のパッキン20を用いてもよい。
また、実施の形態1、2では、外側カバー16と第1の軸支持部1aとの間にパッキン20を挟み込む構造とした。しかし、パッキン20を外側カバー16に予め一体化した構造としてもよい。また、パッキン20は省略してもよい。
また、磁気式センサ14は、磁気抵抗素子に限定されるものではなく、例えば、ホール素子、ホールIC、又は磁気エンコーダであってもよい。
ここで、図7は、この発明の回転電機の適用例であるエレベータのかごの一部を示す正面図である。図8は、図7のかごの一部を示す側面図である。かご21の乗場側の面である前面には、かご出入口21aが設けられている。かご出入口21aは、第1及び第2のかごドア22a,22bにより開閉される。
第1及び第2のかごドア22a,22bは、ドアパネル23と、ドアハンガ24とをそれぞれ有している。各ドアハンガ24は、対応するドアパネル23の上部に固定されている。各ドアハンガ24には、複数のハンガローラ25が設けられている。
かご21の前面の上部には、桁27が固定されている。桁27は、かご出入口21aの上方に配置されている。桁27には、ハンガレール28が設けられている。第1及び第2のかごドア22a,22bは、ハンガレール28から吊り下げられており、かご出入口21aの開閉時にハンガレール28に沿って移動する。また、ハンガローラ25は、第1及び第2のかごドア22a,22bの開閉動作時にハンガレール28上を転がりながら移動する。
かご出入口21aの幅方向の桁27の一端部には、回転電機であるドアモータ29が固定されている。ドアモータ29としては、実施の形態1又は2の回転電機を用いることができる。ドアモータ29は、回転軸4が水平、かつかご21の奥行き方向に平行となるように配置されている。ドアモータ29の回転軸4の第2の軸端部4bには、第1のプーリ30が固定されている。
かご出入口21aの幅方向の桁27の他端部には、第2のプーリ31が回転可能に設けられている。第1のプーリ30と第2のプーリ31には、無端状のベルト32が巻かれている。
第1のかごドア22aは、第1の接続部材33aを介して、ベルト32の上側部分に接続されている。第2のかごドア22bは、第2の接続部材33bを介して、ベルト32の下側部分に接続されている。ドアモータ29により第1のプーリ30を回転させることにより、第1及び第2のかごドア22a,22bがハンガレール28に沿って開閉動作する。
ドアモータ29は、かご21の前面の前方に配置されている。かご21の天井21bは、ドアモータ29よりも上方に位置している。言い換えると、ドアモータ29は、天井21bよりも低い位置に配置されている。
ドア装置は、第1及び第2のかごドア22a,22b、桁27、ドアモータ29、第1のプーリ30、第2のプーリ31、ベルト32、第1の接続部材33a、及び第2の接続部材33bを有している。
このようなエレベータのかご21では、上記の実施の形態で示したような薄型の回転電機をドアモータ29として使用しているため、ドア装置の大きさを変更することなく、天井21bを高くし、かご21の意匠性を向上させることができる。
ドアモータ29の軸方向寸法が大きい場合、ドアモータ29をかご21の前方に配置することができず、天井21bの上に配置する必要が生じる。この場合、ドアモータ29の出力を天井21b上から第1のプーリ30まで伝達する機構が必要となり、ドア装置が大型化する。
また、エレベータ利用者によるいたずらに対して、回転角度検出装置15の故障率を低減することができる。
なお、この発明の回転電機は、エレベータのドアモータ29以外の電動機、発電機、及び発電電動機にも適用できる。
1 ハウジング、1c 第1の開口、4 回転軸、4a 第1の軸端部、12 センサ基板、12a 内面、12b 外面、14 磁気式センサ、15 回転角度検出装置、16 外側カバー、16b カバー凹部、17 外側カバー締結具、18,43 内側カバー、19 空隙、20 パッキン、21a かご出入口、22a 第1のかごドア、22b 第2のかごドア、27 桁、29 ドアモータ(回転電機)、42 磁気発生体、43a カバー本体、43b カバー接続部。
Claims (8)
- 開口を有するハウジング、
前記開口に設けられている軸端部を有しており、かつ前記ハウジングに回転可能に支持されている回転軸、
前記軸端部に設けられている磁気発生体と、前記磁気発生体に対向している磁気式センサとを有しており、前記回転軸の回転角度に応じた信号を発生する回転角度検出装置、
前記磁気式センサに対して前記回転軸とは反対側で前記ハウジングに取り付けられている磁性体製の外側カバー、及び
前記磁気式センサと前記外側カバーとの間に配置されている磁性体製の内側カバー
を備え、
前記内側カバーの前記磁気式センサに対向する部分と前記外側カバーとの間には、空隙が設けられている回転電機。 - 前記外側カバーと前記ハウジングとの間には、パッキンが挟み込まれている請求項1記載の回転電機。
- 前記外側カバーは、複数の外側カバー締結具により前記ハウジングに取り付けられており、
前記内側カバーの縁部は、前記外側カバーと前記ハウジングとの間に挟み込まれている請求項1又は請求項2に記載の回転電機。 - 前記磁気発生体に対向している内面と、前記内面とは反対側に位置する外面とを有しており、前記ハウジングに取り付けられているセンサ基板
をさらに備え、
前記磁気式センサは、前記内面に取り付けられており、
前記内側カバーは、前記外面と前記外側カバーとの間に配置されているカバー本体と、前記センサ基板に接続されているカバー接続部とを有している請求項1又は請求項2に記載の回転電機。 - 前記カバー本体は、隙間を介して前記外面に対向している請求項4記載の回転電機。
- 前記カバー接続部は、前記センサ基板にはんだ付けされている請求項4又は請求項5に記載の回転電機。
- 前記外側カバーは、カバー凹部を有しており、
前記空隙は、前記カバー凹部の底面と前記内側カバーとの間に設けられている請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の回転電機。 - かご出入口を開閉するかごドア、
前記かご出入口の上方に配置されている桁、及び
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から請求項7までのいずれか1項に記載の回転電機
を備えているエレベータのドア装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2019506203 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18911770 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18911770 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |