特開 2022-178218 回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022178218

(43)【公開日】2022-12-02

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 29/12 20060101AFI20221125BHJP

   G01D 5/20 20060101ALI20221125BHJP

【ＦＩ】

H02K29/12

G01D5/20 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021084844

(22)【出願日】2021-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】古賀 清隆

(72)【発明者】

【氏名】柴田 裕章

(72)【発明者】

【氏名】枡谷 智矢

(72)【発明者】

【氏名】脇本 佳季

【テーマコード（参考）】

2F077

5H019

【Ｆターム（参考）】

2F077AA21

2F077FF13

2F077FF31

2F077UU26

2F077VV02

5H019AA04

5H019BB01

5H019BB06

5H019BB15

5H019BB17

5H019CC03

5H019DD07

5H019FF01

5H019FF03

(57)【要約】

【課題】回転電機において、渦電流を利用するセンサの検出結果に対する周辺の金属部材による影響を低減する。
【解決手段】ロータと、ロータを回転可能に支持する非回転部と、ロータと一体に回転するセンサロータと、センサロータに軸方向に対向するコイルを有し、コイルへの通電によりセンサロータに渦電流を発生させることでロータの回転に係るパラメータの値に応じた電気信号を生成するセンシング部と、非回転部に固定され、センシング部を支持するセンサ支持部と、を備え、センサ支持部は、高透磁率材料又は金属材料を含む材料により形成され、センシング部を覆う、回転電機が開示される。
【選択図】図１Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータと、
ロータを回転可能に支持する非回転部と、
前記ロータと一体に回転するセンサロータと、
前記センサロータに軸方向に対向するコイルを有し、前記コイルへの通電により前記センサロータに渦電流を発生させることで前記ロータの回転に係るパラメータの値に応じた電気信号を生成するセンシング部と、
前記非回転部に固定され、前記センシング部を支持するセンサ支持部と、を備え、
前記センサ支持部は、高透磁率材料又は金属材料を含む材料により形成され、前記センシング部を覆う、回転電機。

【請求項2】

前記センサ支持部は、前記センシング部における前記センサロータに対向する側が開口する態様で、前記センシング部を部分的に覆う、請求項１に記載の回転電機。

【請求項3】

前記センサ支持部は、前記センシング部における前記センサロータに対向する側とは逆側を覆うとともに、前記センシング部における軸方向に交差する各方向の側を覆う、請求項２に記載の回転電機。

【請求項4】

前記センサ支持部は、高透磁率材料を含む樹脂材料により形成された樹脂ケースの形態、金属ケースの形態、外周部又は内周部を金属メッキした樹脂ケースの形態、外周部又は内周部に金属部材が固定された樹脂ケースの形態、及び、金属材料の層と高透磁率材料の層を有する樹脂ケースの形態、のうちのいずれか１つの形態である、請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項5】

前記センシング部は、前記コイルが実装された基板の形態であり、
前記センサ支持部は、前記センシング部と一体化された形態である、請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

センシング部のコイルで発生させた磁界によりセンサロータにおいて発生する渦電流を利用して、ロータの回転に係るパラメータ（例えば回転角度）の値に応じた電気信号をセンシング部にて生成する回転検出器が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－２３１６４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

回転電機においては、ケース内の限られた空間に多様な構成要素が配置されているので、センシング部の周辺にセンサロータ以外の金属部材が位置する場合も多い。従って、渦電流を利用するセンサの検出結果は、このような周辺の金属部材による影響を受けやすくなる。

【0005】

そこで、１つの側面では、本開示は、回転電機において、渦電流を利用するセンサの検出結果に対する周辺の金属部材による影響を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

１つの側面では、ロータと、
ロータを回転可能に支持する非回転部と、
前記ロータと一体に回転するセンサロータと、
前記センサロータに軸方向に対向するコイルを有し、前記コイルへの通電により前記センサロータに渦電流を発生させることで前記ロータの回転に係るパラメータの値に応じた電気信号を生成するセンシング部と、
前記非回転部に固定され、前記センシング部を支持するセンサ支持部と、を備え、
前記センサ支持部は、高透磁率材料又は金属材料を含む材料により形成され、前記センシング部を覆う、回転電機が提供される。

【発明の効果】

【0007】

１つの側面では、本開示によれば、回転電機において、渦電流を利用するセンサの検出結果に対する周辺の金属部材による影響を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】本実施例によるモータの断面構造を概略的に示す断面図である。

【図1B】図１ＡのＱ１部の拡大図である。

【図2A】本実施例による回転センサにおけるセンサロータとセンシング部を示す斜視図である。

【図2B】本実施例による回転センサにおけるセンサ支持部を示す斜視図である。

【図3】本実施例による回転センサのセンシング部とセンサロータとの関係を示す図である。

【図4】本実施例によるセンサロータにおけるセンシング部と軸方向に対向する部分を、軸方向に視て示す図である。

【図5】本実施例によるセンシング部により生成されるセンサ出力（電気信号）の波形を説明する概略図である。

【図6A】比較例の説明図（その１）である。

【図6B】比較例の説明図（その２）である。

【図6C】比較例の説明図（その３）である。

【図7A】本実施例による回転センサの一部を示す概略的な断面図である。

【図7B】本実施例による回転センサにおけるセンサ出力の波形の特徴を説明する概略図である。

【図8】他の実施例によるセンサ支持部を説明する概略的な断面図である。

【図9】更なる他の実施例によるセンサ支持部を説明する概略的な断面図である。

【図10】更なる他の実施例によるセンサ支持部を説明する概略的な断面図である。

【図11】更なる他の実施例によるセンサ支持部を説明する概略的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率はあくまでも一例であり、これに限定されるものではなく、また、図面内の形状等は、説明の都合上、部分的に誇張している場合がある。

【0010】

図１Ａは、本実施例によるモータ１の断面構造を概略的に示す断面図である。図１Ｂは、図１ＡのＱ１部の拡大図である。

【0011】

図１Ａには、モータ１の回転軸１２が図示されている。以下の説明において、軸方向とは、モータ１の回転軸（回転中心）１２が延在する方向を指し、径方向とは、回転軸１２を中心とした径方向を指す。従って、径方向外側とは、回転軸１２から離れる側を指し、径方向内側とは、回転軸１２に向かう側を指す。また、周方向とは、回転軸１２まわりの回転方向に対応する。

【0012】

また、図１Ａには、回転軸１２の方向（すなわち軸方向）に平行なＸ方向に沿ったＸ１側とＸ２側が定義されている。以下の説明において、Ｘ１側とＸ２側の各用語は、相対的な位置関係を表すために用いられる場合がある。

【0013】

モータ１は、例えばハイブリッド車両や電気自動車で使用される車両駆動用のモータであってよい。ただし、モータ１は、他の任意の用途に使用されるものであってもよい。

【0014】

モータ１は、インナロータタイプであり、ステータ２１がロータ３０の径方向外側を囲繞するように設けられる。ステータ２１は、径方向外側がモータハウジング１０に固定される。ステータ２１は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板からなるステータコア２１１を備え、ステータコア２１１の径方向内側には、コイル２２が巻回される複数のスロット（図示せず）が形成される。

【0015】

ロータ３０は、ステータ２１の径方向内側に配置される。ロータ３０は、ロータコア３２と、ロータシャフト３４とを備える。ロータコア３２は、ロータシャフト３４の径方向外側の表面に固定され、ロータシャフト３４と一体となって回転する。ロータコア３２は、ロータシャフト３４に焼き嵌め又はその類により固定されてよい。ロータシャフト３４は、モータハウジング１０にベアリング１４ａ、１４ｂを介して回転可能に支持される。なお、ロータシャフト３４は、モータ１の回転軸１２を画成する。

【0016】

ロータコア３２は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板からなる。ロータコア３２の磁石孔３２４には、永久磁石３２１が埋め込まれる。あるいは、永久磁石３２１のような永久磁石は、ロータコア３２の外周面に埋め込まれてもよい。なお、永久磁石３２１の配列等は任意である。

【0017】

ロータコア３２の軸方向の両側には、エンドプレート３５Ａ、３５Ｂが取り付けられる。エンドプレート３５Ａ、３５Ｂは、ロータコア３２の軸方向の端面を覆う。エンドプレート３５Ａ、３５Ｂは、ロータコア３２からの永久磁石３２１の離脱を防止する離脱防止機能の他、ロータ３０のアンバランスの調整機能（切削等されることでアンバランスをなくす機能）を有してよい。

【0018】

エンドプレート３５Ａ、３５Ｂは、非磁性材料により形成される。エンドプレート３５Ａ、３５Ｂは、好ましくは、アルミにより形成される。この場合、切削が容易となり、エンドプレート３５Ａ、３５Ｂによるロータ３０のアンバランスの調整機能を効果的に実現できる。ただし、変形例では、エンドプレート３５Ａ、３５Ｂは、ステンレス鋼等により形成されてもよい。

【0019】

ロータシャフト３４は、図１Ａに示すように、中空部３４Ａを有する。中空部３４Ａは、ロータシャフト３４の軸方向の全長にわたり延在する。中空部３４Ａは、軸方向の両側で軸方向に開口してよい。中空部３４Ａは、冷却用の油が通る油路８０１として機能してもよい。

【0020】

なお、本実施例において、ロータコア３２の磁極構成は、任意である。例えば、磁極数が８極又は８極以外であってもよいし、永久磁石３２１に代えて又は加えて、各磁極を形成する対の永久磁石が、径方向外側に向かうほど周方向の距離が広がる態様で配置されてもよい。また、ロータコア３２は、フラックスバリアや油路等が形成されてもよい。

【0021】

また、本実施例では、ロータシャフト３４は、中空部３４Ａを有するが、中実であってよい。また、ロータシャフト３４は、２パーツ以上が結合されることで形成されてもよい。また、モータ１は、油に代えて又は加えて、冷却水（例えばライフロングクーラント）により冷却されてもよい。また、本実施例では、モータ１は、インナロータタイプであるが、アウタロータタイプであってもよい。

【0022】

本実施例では、モータ１は、ロータ３０の回転に係るパラメータの値を検出する回転センサ８０を有する。ロータ３０の回転に係るパラメータは、任意であり、例えば、ロータ３０の回転の有無や、ロータ３０の所定基準角度からの回転角度、回転速度、磁極位置等であってよい。以下では、一例として、回転センサ８０は、ロータ３０の回転角度を検出するものとする。

【0023】

回転センサ８０は、ロータシャフト３４の一端側に設けられる。本実施例では、回転センサ８０は、図１Ａに示すように、ロータシャフト３４のＸ１側端部に設けられるが、Ｘ２側端部に設けられてもよい。

【0024】

図２Ａは、回転センサ８０におけるセンサロータ８１とセンシング部８２をＸ１側から視て示す斜視図である。図２Ｂは、センサ支持部８４をＸ２側から視て概略的に示す斜視図である。なお、図２Ａ（後出の図３も同様）には、センサ支持部８４の図示が省略されている。

【0025】

回転センサ８０は、センサロータ８１と、センシング部８２と、センサ支持部８４とを備える。

【0026】

センサロータ８１は、導体により形成され、ロータ３０と一体に回転する。センサロータ８１は、回転軸１２を中心とした円形状の中心孔８１１を有する円環状の形態である。センサロータ８１は、その中心孔８１１にロータシャフト３４が通されることで、ロータシャフト３４とともに回転するように取り付けられてよい。例えば、センサロータ８１は、ロータシャフト３４に径方向の凹部又は凸部が形成され、センサロータ８１の中心孔８１１の内周縁に、ロータシャフト３４の径方向の凹部又は凸部に嵌合する径方向の凸部又は凹部が形成されてもよい。

【0027】

センサロータ８１は、周期的に変化する外径を有する。これにより、センサロータ８１は、センシング部８２と軸方向に対向する周方向位置での外径が、ロータ３０の回転角度が所定角度変化するごとに周期的に変化する。所定角度は、設計時に、磁極数等に応じて適宜決定されてよい。本実施例では、センサロータ８１は、１周あたり、８つの径方向の凸部と凹部とを交互に有する。この場合、センサロータ８１は、センシング部８２と軸方向に対向する周方向位置での外径が、ロータ３０の回転角度が４５度変化するごとに周期的に変化する。

【0028】

なお、変形例では、センサロータ８１は、周期的に変化する外径に代えて又は加えて、周期的に変化する厚み（軸方向の厚み）を有してもよい。この場合、センサロータ８１は、センシング部８２と軸方向に対向する周方向位置での厚みが、ロータ３０の回転角度が所定角度変化するごとに周期的に変化する。

【0029】

センシング部８２は、基板８２０の形態であり、センサロータ８１に軸方向に対向しつつ近接するように配置される。基板８２０は、図２Ａに示すように、軸方向に視て円弧状であってよく、全周のうちの一部の周区間のみに延在してよい。また、基板８２０は円弧状だけでなく、全周に延在してもよい。センシング部８２は、センサ支持部８４（図１Ｂ参照）によりモータ１の非回転部（本実施例ではモータハウジング１０）に支持される。

【0030】

センシング部８２は、渦電流を利用して、ロータ３０の回転角度を検出する。図３から図５は、センシング部８２による検出原理の説明図である。図３は、回転センサ８０のセンシング部８２とセンサロータ８１との関係を示す図であり、図４は、センサロータ８１におけるセンシング部８２と軸方向に対向する部分を、軸方向に視て示す図である。図５は、センシング部８２により生成されるセンサ出力（電気信号）の波形を説明する概略図である。図５では、横軸にロータ３０の回転角度を取り、縦軸にセンサ出力の大きさを取り、センシング部８２により生成されるセンサ出力（電気信号）の時系列波形が模式的に示されている。なお、図５（後出の図６Ｃ及び図７Ｂについても同様）では、ロータ３０の回転角度における所定角度（本実施例では４５度）分の時系列波形が模式的に示されている。

【0031】

センシング部８２は、図２Ａに示すように、センサコイル８２１及び処理回路部８２２が実装された基板８２０の形態であってよい。なお、処理回路部８２２の機能の一部又は全部は、外部の制御装置（図示せず）により実現されてもよい。

【0032】

センサコイル８２１は、例えば図３に示すように、基板８２０の両側の表面に形成されてもよい。なお、変形例では、センサコイル８２１は、基板８２０の両側の表面に代えて又は加えて、基板８２０の内層に形成されてもよい。センサコイル８２１は、例えばプリントされた導体により形成されてよい。センサコイル８２１は、Ｘ方向に平行な中心軸Ｏまわりに巻回されてなる。

【0033】

処理回路部８２２は、センサコイル８２１への通電によりセンサロータ８１に渦電流を発生させる。具体的には、図３に模式的に示すように、センサコイル８２１が通電されると、センサコイル８２１を貫く磁束Ｂ１が発生する。センサコイル８２１を貫く磁束Ｂ１は、センサコイル８２１に軸方向に対向するセンサロータ８１の表面に接触すると、センサロータ８１の表面に渦電流が発生する。図４には、渦電流の発生態様が矢印Ｉｅで模式的に示されている。なお、図４においては特定の向きの渦電流が模式的に示されているが、渦電流の向きは、センサコイル８２１を流れる電流の向きに応じて決まる。渦電流は、磁束Ｂ１を減らす磁束を発生させる向きに生じる。従って、渦電流に起因して、磁束Ｂ１を減らす磁束Ｂ２（図示せず）が発生する。磁束Ｂ２の大きさは、渦電流の大きさに比例する。渦電流の大きさは、センサコイル８２１に軸方向に対向するセンサロータ８１の部位の表面積が増加するほど大きくなる。本実施例では、上述したようにセンサロータ８１は、周期的に変化する外径を有するので、センサコイル８２１に軸方向に対向するセンサロータ８１の部位の表面積は、ロータ３０の回転角度が変化すると変化する。より具体的には、センサコイル８２１に軸方向に対向するセンサロータ８１の部位の表面積は、ロータ３０の回転角度が変化すると、正弦波状に変化する。このため、本実施例では、センシング部８２により生成されるセンサ出力（電気信号）の時系列波形は、図５に示すように、ロータ３０の回転角度が４５度変化するごとに、１周期の正弦波を描く。従って、このようなセンサ出力（電気信号）に基づいて、ロータ３０の回転角度を検出できる。

【0034】

センサ支持部８４は、モータ１の非回転部（本実施例ではモータハウジング１０）に固定され（図１Ａ及び図１Ｂに模式的に図示）、センシング部８２を支持する。センサ支持部８４は、接着剤や固定具、嵌合のような任意の手段で、センシング部８２を支持してもよい。本実施例では、一例として、センサ支持部８４は、例えば、封止用のポッティング樹脂部８６を介してセンシング部８２を支持する。この場合、ポッティング樹脂部８６は、センシング部８２とセンサ支持部８４とに接合することで、センシング部８２とセンサ支持部８４とを一体化する。この場合、センシング部８２とセンサ支持部８４とが別々の部品である場合に比べて、部品点数を低減できる。また、モータハウジング１０にセンサ支持部８４を組み付けることでセンシング部８２の組み付けが実現されるので、センシング部８２とセンサ支持部８４とが別々の部品である場合に比べて、組付け性が良好である。ポッティング樹脂部８６は、センサ支持部８４のＸ２側の開口から充填されてよい。なお、ポッティング樹脂部８６を形成する樹脂材料は、好ましくは、後述する高透磁率材料又は金属材料を含まない。

【0035】

センサ支持部８４は、好ましくは、センサロータ８１にセンシング部８２が軸方向に近接するようにセンシング部８２を支持する。この場合、センサ支持部８４は、センサロータ８１とセンシング部８２との間の軸方向の位置関係として、センサロータ８１とセンシング部８２との間の軸方向の隙間が、可動部と固定部との間に必要な最小クリアランスに対応するような位置関係を実現してもよい。

【0036】

本実施例では、センサ支持部８４は、センシング部８２を支持する機能に加えて、センシング部８２により生成されるセンサ出力（電気信号）に対する周辺金属の影響を低減する機能（以下、「周辺金属からの影響低減機能」とも称する）を有する。周辺金属とは、回転センサ８０のセンシング部８２の周辺に配置される部材や部品に含まれる金属材料を表す。

【0037】

本実施例では、センサ支持部８４は、周辺金属からの影響低減機能を高めるために、高透磁率材料又は金属材料（高透磁率材料でない金属材料、以下同様）を含む材料により形成される。高透磁率材料は、比透磁率（μ／μ_０、ここで、μ＝透磁率、μ_０＝真空の透磁率）が、例えば４０００以上の材料であり、Ｆｅ－Ｎｉ系合金や、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｒ等を添加した多元系合金等であってよい。高透磁率材料を含む材料は、例えば、高透磁率材料のみを含む材料であってもよいし、高透磁率材料を含む樹脂材料であってもよい。金属材料は、比較的導電性の高い金属材料であり、ＣｕやＡｌ等であってよい。金属材料を含む材料は、金属材料のみを含む材料であってもよいし、金属材料を含む樹脂材料であってもよい。以下では、説明上、高透磁率材料を含む材料を、単に「高透磁率材料」とも称し、金属材料を含む材料を、単に「金属材料」とも称する。

【0038】

また、本実施例では、センサ支持部８４は、周辺金属からの影響低減機能を高めるために、センシング部８２を覆うケースの形態である。具体的には、センサ支持部８４は、Ｘ２側（センサロータ８１に対向する側）が開口したボックス状のケースの形態である。図２Ｂに示すように、センサ支持部８４は、センシング部８２のＸ１側を覆う底面部８４１と、センシング部８２の全周を囲む周壁部８４２とを含む。なお、周壁部８４２は、全周にわたって一定の高さ（底面部８４１からの長さ）を有してよい。

【0039】

センサ支持部８４の周辺金属からの影響低減機能及びそれに関連する詳細な構成は、図６Ａ以降を参照して、以下で説明する。

【0040】

図６Ａから図７Ｂを参照して、比較例と対比しつつ、周辺金属からの影響低減機能について説明する。

【0041】

図６Ａから図６Ｃは、比較例の説明図であり、図６Ａは、比較例による回転センサ８０’を概略的に示す断面図であり、図１Ａと同様、回転軸１２を含む平面で切断した際の断面図である。なお、図６Ａには、周辺金属６０１、６０２が模式的に示されている。図６Ｂは、比較例におけるセンサ出力（電気信号）に対する周辺金属の影響の説明図であり、図６Ａの断面図において、磁束の流れを模式的に示す図である。なお、図６Ｂ（以下の図７Ａも同様）で示す磁束の流れは、周辺金属６０１、６０２やセンサロータ８１の影響を受ける前の状態で模式的に示されている。なお、図６Ｂでは、比較例による回転センサ８０’のセンサ支持部８４’の図示は省略されている。図６Ｃは、比較例におけるセンサ出力（電気信号）の波形を説明する概略図である。図６Ｃでは、前出の図５と同様、横軸にロータ３０の回転角度を取り、縦軸にセンサ出力の大きさを取り、回転センサ８０’により生成されるセンサ出力（電気信号）の時系列波形７０４、７０６が、基準の時系列波形７０２と併せて模式的に示されている。

【0042】

比較例による回転センサ８０’は、本実施例による回転センサ８０に対して、センサ支持部８４がセンサ支持部８４’で置換された点が主に異なる。

【0043】

センサ支持部８４’は、高透磁率材料又は金属材料を実質的に一切含まない樹脂ケースの形態であり、本実施例によるセンサ支持部８４に対して材料が異なる。

【0044】

ここで、樹脂材料は、透磁率が有意に低く、かつ、導電性が有意に低いので、センシング部８２により生成されるセンサ出力（電気信号）に対して実質的に影響しない。従って、図６Ｂに示すように、周辺金属６０１、６０２による影響については、センサ支持部８４’を考慮することなく、説明できる。

【0045】

比較例の場合、図６Ａ及び図６Ｂに模式的に示すように周辺金属６０１、６０２が存在すると、図６Ｃに模式的に示すように、周辺金属６０１、６０２の位置や大きさに応じて、センサ出力に対するオフセットが多様の態様で生じる（矢印Ｒ５００、Ｒ５０１参照）。

【0046】

具体的には、センサコイル８２１への通電により生じる磁束Ｂ１が周辺金属６０１、６０２に至ると、図３を参照して上述した原理と同様の原理で、周辺金属６０１、６０２に渦電流が生じる。このような渦電流は、同様に、磁束Ｂ１を打ち消す磁束を発生させる方向に生じる。この結果、センサ出力にオフセット（基準の時系列波形７０２に対するオフセット）が生じる。この場合、基準の時系列波形７０２に対するオフセットは、周辺金属６０１、６０２の位置や大きさに応じて変化する。

【0047】

このような基準の時系列波形７０２に対するオフセットは、周辺金属６０１、６０２が固定物である場合は、固定値となるので、補正可能である。しかしながら、周辺金属６０１、６０２の有無や、配置、位置、大きさ等が変化しうる搭載条件では、搭載条件ごとに、補正値を適合する必要が生じる。すなわち、比較例による回転センサ８０’は、個々の搭載条件ごとに補正値を適合する必要性が高く、それ故に、汎用性が低くなる。

【0048】

これに対して、本実施例によれば、センサ支持部８４は、上述したように、高透磁率材料又は金属材料により形成され、かつ、センシング部８２を覆うことで、周辺金属からの影響低減機能を有する。これにより、周辺金属６０１、６０２の有無や、配置、位置、大きさ等が変化しうる搭載条件においても、基準の時系列波形７０２に対するオフセットを略一定値に維持することが可能である。これにより、汎用性の高い回転センサ８０を実現できる。

【0049】

図７Ａ及び図７Ｂは、本実施例の場合の説明図であり、図７Ａは、センサ出力（電気信号）に対する周辺金属の影響の説明図であり、図６Ｂと同様の断面視において、磁束の流れを模式的に示す図である。なお、図７Ａで示す磁束の流れは、周辺金属６０１、６０２や、センサロータ８１、センサ支持部８４等の影響を受ける前の状態で模式的に示されている。図７Ｂは、本実施例によるセンサ出力（電気信号）の波形を説明する概略図であり、前出の図５と同様、横軸にロータ３０の回転角度を取り、縦軸にセンサ出力の大きさを取り、本実施例の回転センサ８０により生成されるセンサ出力（電気信号）の時系列波形７００が、基準の時系列波形７０２と併せて模式的に示されている。

【0050】

高透磁率材料は、樹脂材料とは異なり、透磁率が有意に高い。従って、センサ支持部８４が高透磁率材料により形成される場合、センサ支持部８４は、内外からの磁束をシールドする磁気シールドとして機能する。

【0051】

具体的には、センサコイル８２１への通電により生じるセンサコイル８２１を貫く磁束Ｂ１は、センサ支持部８４を通過しない磁束に実質的に限定される。このため、例えば図７Ａに示すような磁束Ｂ１のうちの、磁束線Ｂ１－２、Ｂ１－３のような磁束線に係る磁束は、センサ支持部８４内を流れる。このため、磁束線Ｂ１－２、Ｂ１－３のような磁束線に係る磁束は、周辺金属６０１、６０２に渦電流を発生させたとしても、センサ出力に影響し漏れ磁束に対しても同様に機能し、かかる漏れ磁束は、センサ支持部８４内を流れる。このため、周辺の磁気回路からの漏れ磁束が発生したとしても、センサ出力に影響しない。

【0052】

このようにして、本実施例によれば、センサ支持部８４が高透磁率材料により形成される場合、センサ支持部８４が磁気シールドとして機能することで、周辺金属６０１、６０２の有無や、配置、位置、大きさ等が変化しうる搭載条件においても、基準の時系列波形７０２に対するオフセットを略一定値（０又は０に近い一定値）に維持することが可能である。

【0053】

金属材料は、樹脂材料とは異なり、有意な導電性を有する。従って、センサ支持部８４が金属材料により形成される場合、センサ支持部８４は、センシング部８２により生成されるセンサ出力（電気信号）に対して影響する反面、周辺金属からの影響を相殺する機能を有することになる。

【0054】

具体的には、センサコイル８２１への通電により生じる磁束Ｂ１は、常にセンサ支持部８４の金属材料により一定の影響を受ける。すなわち、センサコイル８２１への通電により生じる磁束Ｂ１は、センサ支持部８４において渦電流を発生させる。このような渦電流は、磁束Ｂ１を打ち消す磁束を発生させる方向に生じる。この結果、図７Ｂにおける時系列波形７００に示すように、センサ出力にオフセット（基準の時系列波形７０２に対するオフセット）が生じる（矢印Ｒ７００参照）。この場合、基準の時系列波形７０２に対するオフセットは、センサ支持部８４の位置や大きさに応じて変化するが、同じ設計（例えば同じ部品番号）の回転センサ８０であれば一定である。

【0055】

他方、センサコイル８２１への通電により生じる磁束Ｂ１が周辺金属６０１、６０２に至ると、図３を参照して上述した原理と同様の原理で、周辺金属６０１、６０２に渦電流が生じる。このような渦電流は、同様に、磁束Ｂ１を打ち消す磁束を発生させる方向に生じる。この点は、上述した比較例と同様である。

【0056】

本実施例では、周辺金属６０１、６０２のような周辺金属において生じる渦電流に起因した磁束の影響は、センサ支持部８４において相殺される。具体的には、周辺金属において、例えば磁束Ｂ１を減らす磁束Ｂ３（図示せず）が発生したとすると、その磁束Ｂ３分の変化に起因して、センサ支持部８４において渦電流の変化が発生する。例えば、周辺金属６０１、６０２のような周辺金属が存在しなかった場合にセンサ支持部８４において生じる渦電流を、基準渦電流Ｉｒｅｆとすると、磁束Ｂ３分の変化に起因して、基準渦電流Ｉｒｅｆに対して変化が発生する。このような渦電流の変化は、磁束Ｂ３を打ち消す磁束を発生させる方向に生じる。このようにして、センサ支持部８４における渦電流の変化（基準渦電流Ｉｒｅｆに対する変化）によって、周辺金属６０１、６０２のような周辺金属において生じる渦電流に起因した磁束の影響が打ち消される。

【0057】

このようにして、本実施例によれば、センサ支持部８４が金属材料により形成される場合、周辺金属６０１、６０２の有無や、配置、位置、大きさ等が変化しうる搭載条件においても、基準の時系列波形７０２に対するオフセットを略一定値に維持することが可能である。

【0058】

以上のように、本実施例によれば、センサ支持部８４が高透磁率材料又は金属材料により形成されるので、周辺の金属部材による影響を受け難いセンサ構成（回転センサ８０に係るセンサ構成）を実現できる。従って、周辺の金属部材と回転センサ８０とを比較的近接した位置関係で配置することも可能であり、回転センサ８０の配置自由度を高めることができる。また、周辺の金属部材と回転センサ８０とを比較的近接した位置関係で配置することで、省スペース化を図ることもできる。

【0059】

ところで、本実施例によるセンサ支持部８４は、センシング部８２を覆うケースの形態であり、上述したように、Ｘ２側（センサロータ８１に対向する側）が開口している。これにより、センシング部８２による本来のセンシング機能（すなわち、図５のセンサ出力を生成する機能）を阻害しない態様で、上述した周辺金属からの影響低減機能を高めることができる。

【0060】

また、本実施例によるセンサ支持部８４は、Ｘ２側（センサロータ８１に対向する側）が開口しているので、センシング部８２とセンサロータ８１との間の軸方向の距離の最小化を図り、センシング部８２によるセンシング機能を高めることも可能となる。なお、図６Ａに示した比較例の場合、センサ支持部８４’は、Ｘ２側（センサロータ８１に対向する側）が開口しておらず、センシング部８２とセンサロータ８１との間の軸方向の距離が比較的大きくなり、センシング部８２によるセンシング機能を高める観点からも不利となる。

【0061】

次に、図８以降を参照して、上述した実施例のセンサ支持部８４に代えて実現されてもよい他の実施例によるセンサ支持部８４Ａから８４Ｄについて説明する。以下の説明において、上述した実施例と同様であってよい構成要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する場合がある。

【0062】

図８は、他の実施例によるセンサ支持部８４Ａを説明する概略的な断面図であり、回転軸１２を含む平面で切断した際の断面図である。

【0063】

本実施例によるセンサ支持部８４Ａは、上述した実施例によるセンサ支持部８４に対して、底面部８４１に配線用孔８４１１を有する点が異なる。配線用孔８４１１は、図８に模式的に示すように、センシング部８２からの配線９０を通すために利用できる。なお、センシング部８２からの配線９０は、図示しない制御装置に電気的に接続されてよい。

【0064】

このような図８に示す実施例によっても、上述した実施例と同様の効果を得ることができる。特に、図８に示す実施例では、センシング部８２からの配線９０の配索をＸ１側で実現できるので、例えばセンシング部８２からの配線９０の配索をＸ２側（センサロータ８１に対向する側）で実現する場合に比べて、センシング部８２とセンサロータ８１との間の軸方向の距離を短くでき、センシング部８２によるセンシング機能を更に高めることも可能となる。

【0065】

なお、本実施例においては、配線用孔８４１１は、底面部８４１に設けられるが、周壁部８４２に設けられてもよい。

【0066】

図９は、更なる他の実施例によるセンサ支持部８４Ｂを説明する概略的な断面図であり、回転軸１２を含む平面で切断した際の断面図である。

【0067】

本実施例によるセンサ支持部８４Ｂは、上述した実施例によるセンサ支持部８４に対して、金属材料の利用態様が異なる。具体的には、センサ支持部８４Ｂは、樹脂材料により形成された本体部８４８Ｂと、本体部８４８Ｂの内周部（底面部８４１ＢのＸ２側表面、及び、周壁部８４２Ｂの内周側表面）に形成された金属メッキ層８４９Ｂとを含む。すなわち、センサ支持部８４Ｂは、内周部を金属メッキした樹脂ケースの形態である。この場合、金属メッキ層８４９Ｂは、上述した実施例による金属材料により形成されたセンサ支持部８４と同様の機能を果たす。従って、図９に示す実施例によっても、上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

【0068】

なお、本実施例においては、金属メッキ層８４９Ｂは、本体部８４８Ｂの内周部に形成されているが、これに代えて又は加えて、本体部８４８Ｂの外周部（底面部８４１ＢのＸ１側表面、及び、周壁部８４２Ｂの外周側表面）に形成されてもよい。

【0069】

図１０は、更なる他の実施例によるセンサ支持部８４Ｃを説明する概略的な断面図であり、回転軸１２を含む平面で切断した際の断面図である。

【0070】

本実施例によるセンサ支持部８４Ｃは、上述した実施例によるセンサ支持部８４に対して、金属材料の利用態様が異なる。具体的には、センサ支持部８４Ｃは、樹脂材料により形成された本体部８４８Ｃと、本体部８４８Ｃの外周部（底面部８４１ＣのＸ１側表面、及び、周壁部８４２Ｃの外周側表面）に形成された金属部材８４９Ｃとを含む。すなわち、センサ支持部８４Ｃは、外周部に金属部材８４９Ｃが固定された樹脂ケースの形態である。金属部材８４９Ｃは、本体部８４８Ｃと一体に成形されてもよいし、接着剤等により後付けされてもよい。金属部材８４９Ｃは、上述した実施例による金属材料により形成されたセンサ支持部８４と同様の機能を果たす。従って、図１０に示す実施例によっても、上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

【0071】

なお、本実施例においては、金属部材８４９Ｃは、本体部８４８Ｃの外周部に配置されているが、これに代えて又は加えて、本体部８４８Ｃの内周部（底面部８４１ＣのＸ２側表面、及び、周壁部８４２Ｃの内周側表面）に配置されてもよい。また、センサ支持部８４Ｃがインサート成形等により形成される場合、金属部材８４９Ｃの一部又は全部は、内層として埋設されてもよい。

【0072】

図１１は、更なる他の実施例によるセンサ支持部８４Ｄを説明する概略的な断面図であり、回転軸１２を含む平面で切断した際の断面図である。

【0073】

本実施例によるセンサ支持部８４Ｄは、上述した実施例によるセンサ支持部８４に対して、高透磁率材料及び金属材料の利用態様が異なる。具体的には、センサ支持部８４Ｄは、樹脂材料により形成された本体部８４８Ｄと、金属材料の層８４９１Ｄと、高透磁率材料の層８４９２Ｄとを含む。すなわち、センサ支持部８４Ｄは、金属材料の層８４９１Ｄと高透磁率材料の層８４９２Ｄを有する樹脂ケースの形態である。

【0074】

金属材料の層８４９１Ｄは、上述した金属メッキ層８４９Ｂと同様であってもよいし、上述した金属部材８４９Ｃと同様に、本体部８４８Ｄと一体に成形されてもよいし、接着剤等により後付けされてもよい。金属材料の層８４９１Ｄは、上述した実施例による金属材料により形成されたセンサ支持部８４と同様の機能を果たす。従って、図１１に示す実施例によっても、上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

【0075】

高透磁率材料の層８４９２Ｄは、２色成形等を利用して本体部８４８Ｄと一体に成形されてもよいし、接着剤等により後付けされてもよい。高透磁率材料の層８４９２Ｄは、上述した実施例による高透磁率材料により形成されたセンサ支持部８４と同様の機能を果たす。従って、図１１に示す実施例によっても、上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

【0076】

特に図１１に示す実施例によれば、高透磁率材料の層８４９２Ｄがセンシング部８２に近い側に配置され、金属材料の層８４９１Ｄがセンシング部８２から遠い側に配置されている。これにより、高透磁率材料の層８４９２Ｄによって、金属材料の層８４９１Ｄに起因したセンサ出力のオフセット（略一定のオフセット）をなくすことができる。また、金属材料の層８４９１Ｄによって、外部から到来しうる漏れ磁束の影響を金属材料の層８４９１Ｄ内の渦電流により低減できるので、高透磁率材料の層８４９２Ｄの薄肉化が可能である。ただし、変形例では、高透磁率材料の層８４９２Ｄがセンシング部８２に遠い側に配置され、金属材料の層８４９１Ｄがセンシング部８２から近い側に配置されてもよい。

【0077】

なお、本実施例においては、金属材料の層８４９１Ｄ及び高透磁率材料の層８４９２Ｄは、本体部８４８Ｄの内周部に形成されているが、これに代えて又は加えて、金属材料の層８４９１Ｄ及び／又は高透磁率材料の層８４９２Ｄは、本体部８４８Ｄの外周部（底面部８４１ＤのＸ１側表面、及び、周壁部８４２Ｄの外周側表面）に形成されてもよい。

【0078】

なお、図８から図１１に示した各種実施例は、適宜、組み合わせて実現することも可能である。例えば、図８に示したような配線用孔８４１１は、図９から図１１に示した各種実施例において利用されてもよい。

【0079】

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。また、各実施例の効果のうちの、従属項に係る効果は、上位概念（独立項）とは区別した付加的効果である。

【符号の説明】

【0080】

１・・・モータ（回転電機）、１０・・・モータハウジング（非回転部）、３０・・・ロータ、８１・・・センサロータ、８２・・・センシング部、８２０・・・基板、８２１・・・センサコイル（コイル）、８４、８４Ａ～８４Ｄ・・・センサ支持部

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】