JP7605080B2 - Power transmission - Google Patents
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Description
本発明は、磁力を用いて動力を伝達する動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device that transmits power using magnetic force.
従来、特許文献1には、第1可動子および第2可動子に磁石が配置され、第1可動子と第2可動子との間に中間ヨークが配置された動力伝達装置が記載されている。中間ヨークには磁性体が配置されている。
第1可動子、中間ヨークおよび第2可動子は、いずれも円筒状であり、互いに同軸状に配置されている。第2可動子が回転すると、磁気的相互作用により第1可動子が回転する。この時、第2可動子が第1可動子と第2可動子との極数比がギヤ比となる。 The first mover, the intermediate yoke, and the second mover are all cylindrical and arranged coaxially with each other. When the second mover rotates, the first mover rotates due to magnetic interaction. At this time, the pole ratio of the second mover to the first mover becomes the gear ratio.
中間ヨークは、第1可動子側の空間と第2可動子側の空間とを隔てる円筒状の隔壁に嵌め込まれている。 The intermediate yoke is fitted into a cylindrical partition wall that separates the space on the first movable element side from the space on the second movable element side.
上記従来技術に対して、トルクを増大させたいというニーズがある。このニーズに応える手法として、磁石の極数を変更させて減速比を大きくすることが考えられるが、磁石の極数を変更させると構造の複雑化やコストの増大を招くこととなる。 Compared to the conventional technology described above, there is a need to increase the torque. One method to meet this need would be to change the number of poles of the magnet to increase the reduction ratio, but changing the number of poles of the magnet would lead to a more complex structure and increased costs.
また、上記従来技術では、隔壁に中間ヨークが嵌め込まれているので、隔壁の耐圧性を高めるのが困難である。 In addition, in the above conventional technology, the intermediate yoke is embedded in the partition wall, making it difficult to increase the pressure resistance of the partition wall.
特に、この動力伝達装置を車両用空調装置の冷凍サイクルに用いられる膨張弁に適用する場合、搭載スペースの都合上、大幅な小型化が求められるので高圧冷媒に対する耐圧性の確保が困難である。また、搭載スペースの都合上、横置きや逆さ置きなど、動力伝達装置に冷媒が侵入して回転の抵抗となるような配置がなされることがあるので、トルクを増大させたいというニーズが高まっている。 In particular, when this power transmission device is applied to an expansion valve used in the refrigeration cycle of a vehicle air conditioner, significant miniaturization is required due to mounting space restrictions, making it difficult to ensure pressure resistance to high-pressure refrigerant. In addition, due to mounting space restrictions, the device may be placed horizontally or upside down, etc., in a way that allows refrigerant to enter the power transmission device and cause resistance to rotation, so there is a growing need to increase the torque.
本発明は、上記点に鑑みて、磁石の極数を変更させることなく減速比を大きくするとともに耐圧性を高めることを目的とする。 In view of the above, the present invention aims to increase the reduction ratio and improve pressure resistance without changing the number of poles of the magnet.
上記目的を達成するため、本発明の動力伝達装置は、
複数の極を有し、回転する駆動側マグネット(20)と、
駆動側マグネットを収容する筐体(15、50)と、
駆動側マグネットよりも極数が多く、筐体に固定されている固定マグネット(40)と、
複数の磁性体を有し、駆動側マグネットと固定マグネットとの間で磁束を変調させることによって回転するポールピース(25)と、
筐体の内部を、駆動側マグネットが配置されている側の駆動側空間(113a)と、固定マグネットおよびポールピースが配置されている側の従動側空間(113b)とに区画し、駆動側空間と従動側空間との間で流体を封止する封止部材(51)と、を備え、
ポールピースおよび固定マグネットは、円筒状であり、駆動側マグネットに対して同軸上かつ径方向外側に配置されており、
封止部材は、駆動側マグネットに対して径方向外側に位置する封止円筒部(51b)と、封止円筒部を駆動側空間側から塞ぐ封止底面部(51c)とを有している。
In order to achieve the above object, the power transmission device of the present invention comprises:
A rotating drive magnet (20) having multiple poles;
A housing (15, 50) that houses a drive side magnet;
A fixed magnet (40) having a larger number of poles than the drive side magnet and fixed to the housing;
A pole piece (25) having a plurality of magnetic bodies and rotating by modulating magnetic flux between a driving magnet and a fixed magnet;
a sealing member (51) that divides the inside of the housing into a driving side space (113a) on the side where the driving side magnet is arranged and a driven side space (113b) on the side where the fixed magnet and the pole piece are arranged, and seals a fluid between the driving side space and the driven side space;
The pole piece and the fixed magnet are cylindrical and are disposed coaxially and radially outwardly of the driving magnet.
The sealing member has a cylindrical sealing portion (51b) located radially outward from the driving-side magnet, and a bottom sealing portion (51c) that closes the cylindrical sealing portion from the driving-side space side.
これによると、固定マグネットを筐体に固定させてポールピースを回転させるので、ポールピースを筐体に固定させる構成と比較して減速比を大きくできる。ポールピースの極数は固定マグネットの極数よりも大きいからである。 In this way, the fixed magnet is fixed to the housing and the pole piece rotates, so the reduction ratio can be increased compared to a configuration in which the pole piece is fixed to the housing. This is because the number of poles in the pole piece is greater than the number of poles in the fixed magnet.
封止部材をポールピースから独立した部材にすることができるので、封止部材の耐圧性を高めることができる。 The sealing member can be made independent of the pole piece, which improves the pressure resistance of the sealing member.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 Note that the symbols in parentheses for each means described in this section and in the claims indicate the corresponding relationship with the specific means described in the embodiments described below.
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 Below, multiple embodiments for implementing the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to matters described in the preceding embodiment may be given the same reference numerals, and duplicated descriptions may be omitted. In cases where only a portion of the configuration is described in each embodiment, other previously described embodiments may be applied to the other portions of the configuration. In addition to combinations of parts that are specifically specified as being possible in each embodiment, it is also possible to partially combine embodiments even if not specified, as long as there is no particular problem with the combination.
(第1実施形態)
本開示における第1実施形態について、図1~図3を参照して説明する。本実施形態の動力伝達装置1は、蒸気圧縮式冷凍サイクル110の第1膨張弁113および第2膨張弁115に適用されている。蒸気圧縮式冷凍サイクル110は、図1に示す車両用空調装置100に適用されている。車両用空調装置100は、車両走行用の駆動力を走行用の電動モータから得る電気自動車に適用されている。
First Embodiment
A first embodiment of the present disclosure will be described with reference to Figures 1 to 3. A
車両用空調装置100は、車室内を冷房する冷房モード、車室内を暖房する暖房モード、および車室内を除湿しつつ暖房する除湿暖房モードの3つの動作モードを備えている。図1では、冷房モードでの冷媒流れは実線矢印で示され、暖房モードでの冷媒流れは破線矢印で示され、除湿暖房モードでの冷媒流れは二点鎖線矢印で示されている。
The
車両用空調装置100は、蒸気圧縮式冷凍サイクル110と車室内空調ユニット120とを備えている。
The
蒸気圧縮式冷凍サイクル110は、圧縮機111、室内熱交換器112、第1膨張弁113、室外熱交換器114、第2膨張弁115、蒸発器116、電磁開閉弁117およびアキュムレータ118を有している。
The vapor
圧縮機111は、冷媒を吸入して圧縮し吐出する電動圧縮機である。蒸気圧縮式冷凍サイクルを循環する冷媒としては、フロン系冷媒(例えば、R134a)が採用されている。蒸気圧縮式冷凍サイクルは、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界サイクルである。
室内熱交換器112は、圧縮機111から吐出された冷媒を、車室内空調ユニット120内を流れる空気と熱交換させて凝縮させる。第1膨張弁113は、室内熱交換器112で凝縮された冷媒を減圧膨張させる。室外熱交換器114は、第1膨張弁113から流出した冷媒と外気とを熱交換させる。第2膨張弁115は、室外熱交換器114から流出した冷媒を減圧膨張させる。蒸発器116は、第2膨張弁115で減圧膨張された冷媒を車室内空調ユニット120内を流れる空気と熱交換させて蒸発させる。電磁開閉弁117は、室外熱交換器114から流出した冷媒を、第2膨張弁115および蒸発器116をバイパスさせてアキュムレータ118へ導く冷媒流路を開閉する電磁弁である。アキュムレータ118は、蒸発器116で蒸発した冷媒、および電磁開閉弁117を通過した冷媒の気液を分離する。
The
車室内空調ユニット120は、車室内に配置されており、その内部に空気通路を形成している。車室内空調ユニット120内の空気通路には、送風機121、蒸発器116、室外熱交換器114およびエアミックスドア122が配置されている。送風機121は、車室内空調ユニット120内の空気通路に送風する電動送風機である。蒸発器116は、送風機121に対し空気流れの下流に配置されている。室内熱交換器112は、蒸発器116に対し空気流れの下流に配置されている。エアミックスドア122は、室内熱交換器112へ流れる空気と室内熱交換器112をバイパスして流れる空気との流量比を調節する。車室内空調ユニット120は、エアミックスドア122により調温された空気を車室内に吹き出す。
The vehicle interior
車両用空調装置100の冷房モードでは、電磁開閉弁117は閉弁状態とされ、エアミックスドア122は、室内熱交換器112への空気流路を閉塞する。そのため、圧縮機111から吐出された冷媒は、室内熱交換器112では熱交換されずに室内熱交換器112を通過し、第1膨張弁113、室外熱交換器114、第2膨張弁115、蒸発器116、アキュムレータ118の順に流れて、アキュムレータ118から圧縮機111に戻る。
In the cooling mode of the
このとき、第1膨張弁113は冷媒流れを絞らない弁開度にされ、第2膨張弁115は冷媒流れを絞る弁開度にされるので、室外熱交換器114では冷媒が凝縮され、蒸発器116では冷媒が蒸発する。
At this time, the
車両用空調装置100の暖房モードでは、電磁開閉弁117は開弁状態とされ、第2膨張弁115は冷媒流れを遮断する閉弁状態とされ、エアミックスドア122は、空気が室内熱交換器112へ流通するように開かれる。そのため、圧縮機111から吐出された冷媒は、室内熱交換器112、第1膨張弁113、室外熱交換器114、電磁開閉弁117、アキュムレータ118の順に流れて、アキュムレータ118から圧縮機111に戻る。このとき、第1膨張弁113は冷媒流れを絞る弁開度にされ、第2膨張弁115は閉弁状態にされるので、室内熱交換器112では冷媒が凝縮され、室外熱交換器114では冷媒が蒸発され、蒸発器116には冷媒が流れない。
In the heating mode of the
車両用空調装置100の除湿暖房モードでは、電磁開閉弁117は閉弁状態とされ、エアミックスドア122は、空気が室内熱交換器112へ流通するように開かれる。そのため、圧縮機111から吐出された冷媒は、室内熱交換器112、第1膨張弁113、室外熱交換器114、第2膨張弁115、蒸発器116、アキュムレータ118の順に流れて、アキュムレータ118から圧縮機111に戻る。
In the dehumidification heating mode of the
このとき、第1膨張弁113および第2膨張弁115は冷媒流れを絞る弁開度にされるので、室内熱交換器112では冷媒が凝縮され、室外熱交換器114では冷媒が蒸発される。
At this time, the
図2に示すように、第1膨張弁113は、動力伝達装置1、駆動側機構部10および従動側機構部35を有している。第1膨張弁113は、車両に縦置き配置されている。縦置き配置とは、弁体48の軸方向が車両上下方向と略平行となり、かつ駆動側機構部10が従動側機構部35に対して車両上方側になるような配置のことである。
As shown in FIG. 2, the
動力伝達装置1は、駆動側機構部10が発生する駆動力を、磁力を用いて従動側機構部35に伝達する。
The
駆動側機構部10は、モータ部11およびモーターケース15を有している。モータ部11は三相モータ11aであり、ステータ12、ロータ13およびシャフト14を有している。シャフト14は、動力伝達装置1の入力軸であり、ロータ13と一体に回転する。モーターケース15は、モータ部11を収容している。
The drive
ステータ12はモーターケース15に固定されている。ステータ12はステータコイル12aを有している。本例では、ステータ12のスロット数Nsは6である。
The
ロータ13は円筒状であり、ロータ13の内部にステータ12が配置されている。図3に示すように、ロータ13は、N極13nおよびS極13sからなる一対の磁石が円周方向に沿って複数組配置されている。本例では、N極13nおよびS極13sは各4個であるので、ロータ13の極数Prは8である。ステータ12およびロータ13は、シャフト14を回転させる駆動力を電磁力によって出力する。
The
モーターケース15には、駆動側機構部10のシャフト14と従動側機構部35の回転部材41とを軸合わせ(芯出し)するため軸合わせ部15aが形成されている。軸合わせ部15aは、従動側機構部35の本体部50に嵌め合わされている。
The
モーターケース15内には回路部70が収容されている。回路部70は、モータ部11である三相モータ11aを制御する為の複数の電子部品を搭載した回路基板を有している。
The
従動側機構部35は、回転部材41、弁体48、軸受部材49および本体部50を有している。
The driven
回転部材41、弁体48および軸受部材49は本体部50に収容されている。本体部50は、モーターケース15とともに、第1膨張弁113の筐体を構成している。本体部50には、弁室52、流入口側接続口53、流出口側接続口54および弁座55が形成されている。
The rotating
回転部材41は、動力伝達装置1の出力軸であり、駆動側機構部10から伝達された駆動力によって回転する。回転部材41は、棒状の部材であり、シャフト14と同軸状に配置されている。回転部材41のうち駆動側機構部10と反対側の端部には噛合溝41aが形成されている。回転部材41は、本体部50に固定された軸受部材49によって回転可能に支持されている。
The rotating
弁体48は、弁室52内に配置された棒状の部材である。弁体48は、回転部材41と同軸状に配置されている。回転部材41の噛合溝41aには弁体48の突出片48aが噛み合っている。これにより、回転部材41の回転力が弁体48に伝達される。
The
突出片48aは弁体48の一端に形成されている。弁体48の外周面には雄ネジが形成されている。弁体48の雄ネジは、本体部50に形成されたネジ孔50aに螺合していてネジ機構を構成している。これにより、弁体48が回転すると弁体48は軸方向に移動する。
The protruding
弁体48は複数の部材で形成されている。具体的には、弁体48は回転部材41側に位置して上述の雄ネジが形成された雄ネジ部材481と、弁座55側に位置する弁座側部材482と、両部材481、482の間に配置されたボール483とで構成されている。両部材481、482の間にボール483が配置されていることにより、弁体48のうち弁座側部材482は、回転することなく軸方向に移動する。
The
弁体48のうちボール受け部材をなす弁座側部材482は、弁体48が弁座55から軸方向に離れる側に、コイルスプリング47によって付勢されている。
The valve
弁体48が軸方向に移動することにより弁体48が弁座55に当接したり弁座55から離れたりして弁室52が開閉される。弁室52内において、弁体48が弁座55から離れることにより、冷媒は流入口側接続口53から流出口側接続口54へ流れて減圧膨張する。
When the
動力伝達装置1は、非接触連結部60を備えている。非接触連結部60は、磁気ギア60bおよび封止板51を有している。磁気ギア60bは、駆動側マグネット20、ポールピース25および固定マグネット40を備えている。
The
駆動側マグネット20は、モータ部11のシャフト14と一体に回転する。ポールピース25は、駆動側マグネット20と固定マグネット40との間で磁束を変調させ、回転部材41と一体に回転する。固定マグネット40は、第1膨張弁113の本体部50に固定されている。
The driving
駆動側マグネット20は、円筒状であり、モータ部11のロータ13の外周面に、円筒状の介在部材21を介して接合されている。すなわち、モータ部11は、駆動側マグネット20の内側に配置されている。介在部材21は磁性体で形成されている。
The driving
駆動側マグネット20は、N極20nおよびS極20sからなる一対の磁石が円周方向に沿って少なくとも一組配置されている。本例では、N極20nおよびS極20sは各1個であるので、駆動側マグネット20の極数Pinは2である。
The driving
駆動側マグネット20の極数Pinは、ロータ13の極数Prからステータ12のスロット数Nsを減算した値と同じになっている。本例では、ロータ13の極数Prは8であり、ステータ12のスロット数Nsは6であるので、駆動側マグネット20の極数Pinは2になっている。
The number of poles Pin of the
封止板51は、第1膨張弁113の内部空間を駆動側空間113aと従動側空間113bとに区画するとともに、従動側空間113bを封止する封止部材である。駆動側空間113aは、駆動側機構部10側の空間であり、従動側空間113bは従動側機構部35側の空間である。
The sealing
封止板51は、従動側空間113bに存在する冷媒(高圧冷媒)が駆動側空間113aに漏れ出すのを防止する。本例では、封止板51は非磁性体(例えば、SUS305)で形成されている。
The sealing
封止板51は、中央部が下方に向かって凹んだ円盤状であり、封止上面部51aと封止円筒部51bと封止底面部51cとを有している。封止上面部51aは、円環板状であり、外縁部が第1膨張弁113の本体部50に固定されている。封止円筒部51bは、円筒状であり、駆動側マグネット20の外径側に位置している。封止底面部51cは、駆動側マグネット20の下方側に位置しており、封止円筒部51bを駆動側空間113a側から塞いでいる。
The sealing
封止底面部51cは、中央部が下方に向かって湾曲した円板状である。封止円筒部51bと封止底面部51cとの境界をなす角部は、直角ではなく、所定の曲率半径で丸められた形状になっていて耐圧性が高められている。
The sealing
封止板51は、耐圧性を向上させるために、封止上面部51a、封止円筒部51bおよび封止底面部51cが一体成形されている。
To improve pressure resistance, the sealing
封止底面部51cは、シャフト14および回転部材41の軸方向において、シャフト14と回転部材41との間の空隙に配置されている。すなわち、封止底面部51cは、トルク発生点の少ない場所に配置されている。そのため、封止板51における耐トルク性および耐圧性の確保が容易になっている。
The sealing
ポールピース25は、円筒状であり、封止板51の封止円筒部51bの外径側に配置されている。ポールピース25は、従動側機構部35の回転部材41に接合されている。
The
固定マグネット40は、円筒状であり、ポールピース25の外径側に配置されている。固定マグネット40は、円筒状のバックヨーク56を介して、本体部50(換言すれば、筐体)のうち円筒状の本体円筒部50b(換言すれば、筐体円筒部)に嵌め込まれている。バックヨーク56および本体円筒部50bは磁性体で形成されている。
The fixed
固定マグネット40は、N極40nおよびS極40sからなる一対の磁石が円周方向に沿って略等間隔に複数個配置されている。固定マグネット40の極数Pfは、駆動側マグネット20の極数Pinよりも多くなっている。本例では、N極40nおよびS極40sは各20個であるので、固定マグネット40の極数Pfは40である。
The fixed
固定マグネット40の軸方向長さL2は、駆動側マグネット20の軸方向長さL1よりも長くなっている。これにより、トルク発生点の多いポールピース25と固定マグネット40の間の面積を大きくできる。
The axial length L2 of the fixed
ポールピース25は、複数個の磁性体部25aおよび複数個の非磁性体部25bを有している。磁性体部25aおよび非磁性体部25bは扇台形状であり、磁性体部25aが円周方向に沿って略等間隔に配されている。非磁性体部25bは、磁性体部25a同士の間に配置されている。例えば、磁性体部25aは軟磁性体(例えば鉄系金属)で形成されており、非磁性体部25bは非磁性体(例えばステンレスまたは樹脂)で形成されている。
The
ポールピース25の極数Ppは、駆動側マグネット20の極数Pinと固定マグネット40の極数Pfとの合計と同じ個数になっている。本例では、駆動側マグネット20の極数Pinは2であり、固定マグネット40の極数Pfは40であるので、ポールピース25の極数Ppは42である。すなわち、磁性体部25aおよび非磁性体部25bは各21個である。すなわち、磁性体部25aの個数Nppは、駆動側マグネット20の極数Pinおよび固定マグネット40の極数Pfに対して、以下の関係になっている。
Npp=(Pin+Pf)/2
ポールピース25の軸方向長さLpは、固定マグネット40の軸方向長さL2よりも短くなっている。これにより、ポールピース25での軸方向への磁束漏れが低減でき、伝達トルクを向上できる。
The number of poles Pp of the
Npp=(Pin+Pf)/2
The axial length Lp of the
第2膨張弁115の構成は、第1膨張弁113と同様である。
The configuration of the
次に、本実施形態における動力伝達装置1の作動を説明する。モータ部11のシャフト14が回転して駆動側マグネット20も一体に回転すると、駆動側マグネット20と固定マグネット40との間の磁気的相互作用により、ポールピース25が駆動側マグネット20の回転方向と同じ方向に回転する。
Next, the operation of the
このときの減速比は、ポールピース25の極数Ppを駆動側マグネット20の極数Pinで除した値と同じになる。ポールピース25の極数Ppは駆動側マグネット20の極数Pinよりも大きいので、ポールピース25の回転数は駆動側マグネット20の回転数よりも小さくなる。
The reduction ratio at this time is equal to the value obtained by dividing the number of poles Pp of the
本例では、ポールピース25の極数Ppは42であり、駆動側マグネット20の極数Pinは2であるので、減速比は21となる。
In this example, the number of poles Pp of the
これに対し、ポールピース25が固定され、固定マグネット40と同じ極数のマグネットを従動側機構部35の回転部材41に接合させて回転させる構成(以下、この構成を比較例と言う。)では、減速比は20となる。
In contrast, in a configuration in which the
ポールピース25の極数Ppが固定マグネット40の極数Pfよりも大きいので、ポールピース25を回転させる本実施形態では、固定マグネット40と同じ極数のマグネットを回転させる比較例よりも減速比が大きくなる。
Since the number of poles Pp of the
ポールピース25を回転させる本実施形態においては、ポールピース25は封止板51から独立した部材となる。そのため、従来技術のようにポールピースが回転せず封止板に埋没されている構造と比較して封止板51の耐圧性を向上させることができる。
In this embodiment, in which the
本実施形態では、封止板51は、封止円筒部51bと封止底面部51cとを有している。これにより、封止板51は、中央部が従動側機構部35側に向かって凹んだ円盤状になっている。そのため、封止板51をポールピース25から独立した部材として配置できるので、封止板51の耐圧性を高めることができる。
In this embodiment, the sealing
本実施形態では、ポールピース25が有する磁性体25aの個数Nppは、駆動側マグネット20の極数Pinおよび固定マグネット40の極数Pfに対して、以下の関係になっている。
Npp=(Pin+Pf)/2
これにより、駆動側マグネット20の回転力をポールピース25に伝達できる。
In this embodiment, the number Npp of the
Npp=(Pin+Pf)/2
This allows the rotational force of the driving
本実施形態では、固定マグネット40はバックヨーク56の内周面に固定され、バックヨーク56は本体円筒部50bの内周面に固定されている。これにより、固定マグネット40を本体部50に圧入固定しやすくなる。
In this embodiment, the fixed
本実施形態では、ステータ12およびロータ13は、駆動側マグネット20の内側に配置されている。これにより、第1膨張弁113の軸方向における体格を小型化できる。
In this embodiment, the
本実施形態では、ロータ13と駆動側マグネット20との間に介在部材21が配置されている。これにより、ロータ13を駆動側マグネット20の内側に良好に配置できる。
In this embodiment, an intervening
本実施形態では、駆動側マグネット20の軸方向において、ポールピース25は、駆動側マグネット20および固定マグネット40よりも短くなっている。これにより、ポールピース25での軸方向への磁束漏れが低減でき、伝達トルクを向上できる。
In this embodiment, the
駆動側マグネット20の軸方向において、固定マグネット40は、駆動側マグネット20よりも長くなっている。これにより、トルク発生点の多いポールピース25と固定マグネット40の間の面積を大きくできる。
In the axial direction of the
本実施形態では、駆動側マグネット20の軸方向において、駆動側マグネット20は、ポールピース25よりも長く、かつ固定マグネット40よりも短くなっている。これにより、ポールピース25での軸方向への磁束漏れが低減できるとともに、トルクが発生する面の面積を大きく確保できるので、伝達トルクを向上できる。
In this embodiment, in the axial direction of the driving
本実施形態では、モーターケース15の軸合わせ部15aが本体円筒部50bに固定されることによって、駆動側マグネット20をポールピース25とが軸合わせされる。これにより、駆動側マグネット20とポールピース25とを容易に軸合わせできる。
In this embodiment, the
本実施形態では、封止円筒部51bは、単一の非磁性体部材で形成されている。これにより、薄肉で耐圧性を確保することが可能になるので、磁気抵抗を低減可能になる。
In this embodiment, the sealing
本実施形態では、封止板51の封止上面部51a、封止円筒部51bおよび封止底面部51cは、単一の非磁性体部材で形成されている。これにより、磁気抵抗を一層低減可能になる。
In this embodiment, the sealing
(第2実施形態)
上記実施形態では、モータ部11は駆動側マグネット20の内側に配置されているが、本実施形態では、図4、図5に示すように、モータ部11は、駆動側マグネット20の外側、かつ駆動側マグネット20に対して従動側機構部35の反対側に配置されている。
Second Embodiment
In the above embodiment, the
本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 This embodiment also provides the same effects as the above embodiment.
(第3実施形態)
上記実施形態では、モータ部11のロータ13と磁気ギア60bの駆動側マグネット20とが別部材になっているが、本実施形態では、図6、図7に示すように、駆動側マグネット20がモータ部11のロータ13も兼ねている。
Third Embodiment
In the above embodiment, the
すなわち、ステータ12は駆動側マグネット20の内側に配置されていて、駆動側マグネット20をロータとして回転させる。これにより、部品点数を削減して構成を簡素化できる。
In other words, the
(第4実施形態)
本実施形態では、図8に示すように、ポールピース25が、駆動側マグネット20の上端と固定マグネット40の上端とを結ぶ仮想線lvよりも上方にある。
Fourth Embodiment
In this embodiment, as shown in FIG. 8 , the
換言すれば、駆動側マグネット20の軸方向において、ポールピース25は、駆動側マグネット20のうち軸受部材49の反対側の端部と固定マグネット40のうち軸受部材49の反対側の端部とを結ぶ仮想線lvよりも軸受部材49の反対側に位置している。これにより、ポールピース25および回転部材41を下方側(軸受部材49側)に押し付ける磁気的作用が発生するので、回転部材41の回転を安定化できる。
In other words, in the axial direction of the driving
(第5実施形態)
本実施形態では、図9に示すように、封止板51の封止底面部51cに駆動側軸受け部51dと従動側軸受け部51eとが形成されている。駆動側軸受け部51dは、シャフト14の下端部を回転可能に支持する。従動側軸受け部51eは、回転部材41の上端部を回転可能に支持する。これにより、シャフト14および回転部材41の回転を安定化できる。
Fifth Embodiment
9, in this embodiment, a driving
(第6実施形態)
本実施形態では、第1実施形態の回路部70の具体的構成を示す。図10に示すように、回路部70には、モータ部11である三相モータ11a及びバッテリBが電気的に接続されている。バッテリBは、車両の各種電気機器に電力を供給するもので、例えば、充放電可能な二次電池(本実施形態では、リチウムイオン電池)が採用される。回路部70は、バッテリBからの入力電力の供給を受けて、三相モータ11aを駆動する為の駆動電流を出力する。
Sixth Embodiment
In this embodiment, a specific configuration of the
そして、回路部70は、電子部品として、第1膨張弁113の動作を制御する為のECU等の電子部品を有しており、第1膨張弁113の動作に関する制御部として働く。回路部70は、ロック判定部71を有している。ロック判定部71は、制御部の一部を構成しており、第1膨張弁113の動作に際し、駆動側機構部10で生じた動力が従動側機構部35に伝達されず、従動側にロックが生じているか否かを判定する。
The
具体的に、ロック判定部71は、図12のフローチャートに示すロック判定制御プログラムを実行することによって、従動側がロックし、弁体48に動作エラーが生じているか否かを判定する。ロック判定制御プログラムの詳細については後述する。
Specifically, the
又、本実施形態に係る回路部70には、入力電流センサ73aが接続されている。入力電流センサ73aは、バッテリBから回路部70に入力される入力電流の値を測定する為のセンサである。第1実施形態では、ロック判定部71は、入力電流センサ73aの検出結果に対して、高速フーリエ変換を使った周波数分析を施し、その分析結果に基づいて、従動側にロックが生じているか否かを判定する。
In addition, an input
ここで、磁気ギア60bが標準状態にある場合におけるトルク変動(即ち、駆動側マグネット20における回転負荷の変動)について説明する。尚、標準状態とは、駆動側マグネット20とポールピース25の間で動力が好適に伝達され、駆動側マグネット20及びポールピース25が何れも円滑に回転する状態をいう。
Here, we will explain the torque fluctuations (i.e., fluctuations in the rotational load on the drive magnet 20) when the
標準状態において、一回の回転における駆動側マグネット20とポールピース25の間における回転負荷の変動は、駆動側マグネット20の磁極対の数と、固定マグネット40の磁極対の数の最小公倍数となる時点で発生する。
In the standard state, the fluctuation in the rotational load between the driving
例えば、標準状態において、駆動側マグネット20が一秒間に時計回りに21回転し、ポールピース25が一秒間に時計回りに1回転する場合、駆動側マグネット20及びポールピース25における相対的な回転速度差は、1秒間に20回転となる。この為、標準状態における回転負荷の変動は200Hzで発生することになる。
For example, in the standard state, if the driving
続いて、磁気ギア60bがロック状態にある場合における回転負荷の変動について説明する。尚、ロック状態とは、駆動側マグネット20は回転自在な状態であるが、固定マグネット40が何らかの事由で固着している状態を意味する。
Next, we will explain the fluctuation of the rotational load when the
上述した標準状態の例を用いて、ロック状態を考察すると、固定マグネット40とポールピース25の作用によって、駆動側マグネット20とポールピース25の間の空隙に2極の空間高調波が固定された状態になるため、駆動側マグネットの2極と駆動軸の回転速度から21Hzの回転負荷の変動を生じる。
Considering the locked state using the example of the standard state described above, the action of the fixed
上述のように、駆動側マグネット20は、介在部材21およびシャフト14を介して、モータ部11のロータ13と一体化している。この為、ロック状態における回転負荷の変動が発生すると、駆動側マグネット20の回転負荷の変動は、モータ部11に関する速度フィードバックによって、入力電流の変動として表れる。
As described above, the driving
従って、入力電流センサ73aの検出結果に対して、ロック判定部71によって周波数分析を施すことで、ポールピース25等のロックが発生したことを検知することができる。
Therefore, by performing frequency analysis on the detection result of the input
尚、ロック状態において発生する入力電流の変動に係る周波数は、モータ部11に対する駆動電流の変動に係る周波数とは異なっている為、入力電流の変動に係る周波数を特定することで、ポールピース25等がロックしたことを検知することができる。
In addition, since the frequency of the input current fluctuation that occurs in the locked state is different from the frequency of the fluctuation of the drive current to the
そして、標準状態における入力電力に対する周波数分析の結果と、ロック時分析結果RLを比較する際に、ある特定の周波数(以下、特定周波数という)に着目することによって、より容易に、ポールピース25等にロックが生じていることがわかる。
When comparing the results of the frequency analysis of the input power in the standard state with the locked analysis result RL, by focusing on a specific frequency (hereinafter referred to as the specific frequency), it becomes easier to determine whether a lock has occurred in the
図11は、入力電流センサ73aの検出結果に対して、ロック判定部71によって周波数分析を施したロック時分析結果RLの一例を示すグラフである。図11に示すロック時分析結果RLからわかるように、特定周波数fsにおいて、入力電流のピークが表れており、ポールピース25等のロックによる回転負荷の変動によるものである。
Figure 11 is a graph showing an example of a locked-state analysis result RL obtained by performing a frequency analysis on the detection result of the input
特定周波数fsのピークは、モータ部11の極数Pm(例えば、8)と駆動側マグネット20の極数Pin(例えば、2)が異なっているという条件を満たすことで、より明確に特定することができる。特定周波数fsのピークは、駆動側マグネット20の極数Pinが少ないほど明確に特定することができる。
The peak of the specific frequency fs can be more clearly identified by satisfying the condition that the number of poles Pm (e.g., 8) of the
このように、本実施形態に係る動力伝達装置1によれば、ロック判定部71にて入力電流の周波数分析を行った結果について、標準状態とロック状態を比較することで、ポールピース25等にロックが生じているか否かを、容易に判定することができる。
In this way, with the
続いて、本実施形態に係る動力伝達装置1におけるロック判定制御の内容について、図12を参照して説明する。上述したように、動力伝達装置1を含む第1膨張弁113は、車両に搭載された車両用空調装置100における蒸気圧縮式冷凍サイクル110の構成機器として搭載されている。従って、ロック判定制御は、車両が起動された時点で、ロック判定部71により実行される。
Next, the contents of the lock determination control in the
先ず、車両の起動と共に実行されるステップS1では、駆動側機構部10を構成するモータ部11の駆動が行われる。この時、モータ部11は、ロータ13を一定回転で作動させる。
First, in step S1, which is executed when the vehicle is started, the
ステップS2に移行すると、ステップS1における入力電流の検出結果に対する信号分析処理が実行される。即ち、ステップS1におけるモータ部11の駆動に際して検出した入力電流の検出結果に対して、高速フーリエ変換を用いた周波数分析が、ロック判定部71によって行われる。
When the process proceeds to step S2, a signal analysis process is performed on the input current detection result in step S1. That is, the
ステップS3では、ロック判定条件を満たすか否かが判定される。ロック判定条件とは、ポールピース25等がロックしていると判定される条件を意味しており、第1実施形態では、入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数fsにおける入力電流の値が基準値を超えることである。
In step S3, it is determined whether or not the lock determination condition is met. The lock determination condition refers to a condition under which the
尚、基準値とは、標準状態を基準として定められ、例えば、標準状態における入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数fsにおける入力電流の値に基づいて定められる。 The reference value is determined based on the standard state, for example, based on the value of the input current at a specific frequency fs as a result of frequency analysis of the input current in the standard state.
入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数fsにおける入力電流の値が基準値を超えていた場合、ステップS12に処理を移行し、そうでない場合は、ステップS4に処理を進める。 If the result of the frequency analysis of the input current indicates that the value of the input current at a specific frequency fs exceeds the reference value, the process proceeds to step S12; otherwise, the process proceeds to step S4.
ステップS4においては、エアコン起動信号を受信したか否かが判定される。エアコン起動信号は、車両用空調装置を構成する空調制御装置から出力される制御信号であり、例えば、車両の操作パネルを用いて、空調運転の開始を指示する操作が行われた場合に出力される。エアコン起動信号を受信していない場合は、エアコン起動信号を受信するまで、処理を待機し、エアコン起動信号を受信した場合、ステップS5に処理を進める。 In step S4, it is determined whether an air conditioner start signal has been received. The air conditioner start signal is a control signal output from an air conditioning control device that constitutes a vehicle air conditioner, and is output when, for example, an operation is performed using the vehicle's operation panel to instruct the start of air conditioning operation. If the air conditioner start signal has not been received, processing waits until the air conditioner start signal is received, and if the air conditioner start signal is received, processing proceeds to step S5.
ステップS5に移行すると、車両用空調装置における空調運転の開始に伴う初期化処理の一つとして、駆動側機構部10を構成するモータ部11の駆動が行われる。この場合もステップS1と同様に、モータ部11は、ロータ13を一定回転で作動させる。
When the process proceeds to step S5, the
ステップS6においては、ステップS5における入力電流の検出結果に対する信号分析処理が実行される。即ち、ステップS5におけるモータ部11の駆動に際して検出した入力電流の検出結果に対して、高速フーリエ変換を用いた周波数分析が、ロック判定部71によって行われる。
In step S6, a signal analysis process is performed on the input current detection result in step S5. That is, the
ステップS7では、ステップS3と同様に、ロック判定条件を満たすか否かが判定される。入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数fsにおける入力電流の値が基準値を超えていた場合、ステップS12に処理を移行し、そうでない場合は、ステップS8に処理を進める。 In step S7, similar to step S3, it is determined whether the lock determination condition is met. If the result of the frequency analysis of the input current indicates that the input current value at the specific frequency fs exceeds the reference value, the process proceeds to step S12; otherwise, the process proceeds to step S8.
ステップS8においては、ステップS4~ステップS7において、ポールピース25等のロックが発生していないと判定されている為、エアコン起動信号に基づいて、車両用空調装置における空調運転が開始される。
In step S8, since it has been determined in steps S4 to S7 that no locking of the
この時、車両用空調装置では、空調制御用のセンサ群の検出信号および操作パネルからの操作信号に基づいて運転モードが選定され、選定された運転モードに基づいて車両用空調装置の各構成機器に対する制御信号が出力される。従って、第1膨張弁113に対しては、運転モードに基づく開度制御を実現する為に、モータ部11の駆動制御信号が出力される。
At this time, in the vehicle air conditioner, an operating mode is selected based on the detection signals of the group of sensors for air conditioning control and the operation signal from the operation panel, and a control signal is output to each component of the vehicle air conditioner based on the selected operating mode. Therefore, a drive control signal for the
ステップS9では、車両用空調装置の空調運転中において、駆動側機構部10を構成するモータ部11の駆動が行われる。車両用空調装置の空調運転が実行されている為、第1膨張弁113のモータ部11には、空調運転の態様に応じた絞り開度を実現する為の制御信号が出力され、モータ部11は、制御信号に基づいてロータ13を作動させる。
In step S9, the
ステップS10においては、ステップS9における第1膨張弁113の開度制御に伴う入力電流の検出結果に対する信号分析処理が実行される。即ち、ステップS10におけるモータ部11の駆動に際して検出した入力電流の検出結果に対して、高速フーリエ変換を用いた周波数分析が、ロック判定部71によって行われる。
In step S10, a signal analysis process is performed on the detection result of the input current associated with the opening control of the
ステップS11では、ステップS3、ステップS7と同様に、ロック判定条件を満たすか否かが判定される。入力電流に対する周波数分析の結果にて、特定周波数fsにおける入力電流の値が基準値を超えていた場合、ステップS12に処理を移行し、そうでない場合は、ステップS9に処理を戻し、空調運転中におけるポールピース25等のロック判定を継続する。
In step S11, as in steps S3 and S7, it is determined whether the lock determination condition is met. If the result of the frequency analysis of the input current indicates that the value of the input current at a specific frequency fs exceeds the reference value, the process proceeds to step S12; otherwise, the process returns to step S9, and the lock determination of the
ステップS12に移行すると、ステップS3、ステップS7、ステップS11にてロック判定条件を満たすと判定されたことに基づいて、ロック発生信号を出力する。ロック発生信号は、ポールピース25や回転部材41が固着してロックしている状態であることを示す信号である。ロック発生信号を出力した後、ロック判定制御を終了する。
When the process proceeds to step S12, a lock occurrence signal is output based on the fact that it has been determined in steps S3, S7, and S11 that the lock determination conditions are met. The lock occurrence signal is a signal that indicates that the
尚、ロック発生信号の出力先としては、例えば、車両用空調装置の空調制御装置や、車両本体側の制御装置にすることができる。ロック発生信号を空調制御装置に対して出力した場合、空調制御装置は、動力伝達装置1の動作(即ち、第1膨張弁113の動作)を停止させる。又、ステップS7、ステップS11において、ロック判定条件を満たした場合については、車両用空調装置の空調運転を停止させても良い。 The lock occurrence signal can be output to, for example, an air conditioning control device of a vehicle air conditioner or a control device on the vehicle body side. When the lock occurrence signal is output to the air conditioning control device, the air conditioning control device stops the operation of the power transmission device 1 (i.e., the operation of the first expansion valve 113). Also, if the lock determination condition is met in steps S7 and S11, the air conditioning operation of the vehicle air conditioner may be stopped.
本実施形態に係る動力伝達装置1によれば、図12に示すロック判定制御を実行することによって、ポールピース25等にロックが発生しているか否かを常時監視することができる。つまり、ポールピース25等にロックが発生した時点で、ロックの発生を認知して、ロックを解消する為の対応策をとることができる。
According to the
以上説明したように、本実施形態に係る動力伝達装置1によれば、駆動側機構部10のシャフト14と、従動側機構部35の回転部材41が、非接触連結部60である磁気ギア60bにて、磁力を利用して非接触で連結されている。この為、シャフト14と共に駆動側マグネット20が回転している状態で、ポールピース25及び回転部材41がロックした場合、駆動側マグネット20と固定マグネット40の間に作用する磁力の影響で、シャフト14及び駆動側マグネット20の回転負荷が周期的に変動する。
As described above, in the
動力伝達装置1によれば、駆動側機構部10における回転負荷の変動を用いることによって、別に区画された従動側機構部35におけるポールピース25のロックが発生しているか否かを判定することができる。
The
図2、図3に示すように、動力伝達装置1における非接触連結部60は、駆動側マグネット20と固定マグネット40の間に、ポールピース25を配置した磁気ギア60bにより構成されている。そして、この構成において、モータ部11の極数Pmが駆動側マグネット20におけるN極20n及びS極20sを合算した極数Pinと異なっている。
As shown in Figures 2 and 3, the
これにより、図12に示すロック判定制御における周波数分析において、特定周波数fsを明確に区別することができ、ロック判定条件を満たすか否かの判定精度を向上させることができる。 This allows the specific frequency fs to be clearly distinguished in the frequency analysis in the lock determination control shown in FIG. 12, improving the accuracy of determining whether or not the lock determination condition is satisfied.
そして、図10~図12に示すように、本実施形態に係る動力伝達装置1において、モータ部11の入力電流に対する周波数分析が行われ、特定周波数fsにおける入力電流が基準値を超えた場合に、ポールピース25のロックが発生していると判定される。
As shown in Figures 10 to 12, in the
これにより、比較的検出が容易な入力電流の変動に基づいて、駆動側機構部10とは区画された従動側機構部35におけるポールピース25のロックを、精度良く判定することができる。
This makes it possible to accurately determine the locking of the
(第6実施形態の変形例)
上述した第6実施形態においては、モータ部11の極数Pmと駆動側マグネット20の極数Pinが異なるように構成されていることを条件として、ロック時分析結果RLにおける特定周波数fsの値を用いて、ロック判定条件を満たすか否かを判定していた。
(Modification of the sixth embodiment)
In the sixth embodiment described above, the number of poles Pm of the
第6実施形態に係る変形例として、ロック判定条件を、2種類の特定周波数fs及び特定周波数fssの値を用いるように構成することも可能である。 As a modified example of the sixth embodiment, it is also possible to configure the lock determination condition to use two types of specific frequency fs and specific frequency fss values.
この態様を採用する際の条件の一つとして、モータ部11の極数Pmの1/2が、駆動側マグネット20における極数Pinの1/2と固定マグネット40における極数Pfの1/2の最小公倍数と異なっていることが挙げられる。この条件を満たすことによって、図11に示すロック時分析結果RLにおける特定周波数fsにおけるピークを用いて、ロック判定条件を満たすか否かを判定することができる。
One of the conditions for adopting this embodiment is that 1/2 of the pole number Pm of the
又、モータ部11の極数Pmとモータ部11におけるスロット数Nsの最小公倍数が、駆動側マグネット20における極数Pinの1/2と固定マグネット40における極数Pfの1/2の最小公倍数と異なっているという条件を満たすことで、特定周波数fssの値を利用できる。図11に示すように、特定周波数fssは、特定周波数fsよりも高い周波数を示している。
In addition, the value of the specific frequency fss can be used by satisfying the condition that the least common multiple of the number of poles Pm of the
このように、ロック判定条件に際して、特定周波数fsの値による判定と、特定周波数fssの値による判定を用いることによって、より高い精度をもって、ポールピース25等のロックが生じているか否かを判定することができる。
In this way, by using the value of the specific frequency fs and the value of the specific frequency fss as the lock determination conditions, it is possible to determine with greater accuracy whether or not the
(第7実施形態)
続いて、上述した実施形態と異なる第7実施形態について、図13、図14を参照して説明する。第7実施形態では、ポールピース25等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。駆動側機構部10、従動側機構部35等の基本的な構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Seventh Embodiment
Next, a seventh embodiment, which is different from the above-mentioned embodiment, will be described with reference to Fig. 13 and Fig. 14. In the seventh embodiment, the method of determining whether the
図13に示すように、第7実施形態に係る動力伝達装置1において、駆動側機構部10を構成するモータ部11として、三相モータ11aが採用されている。そして、第7実施形態に係る回路部70は、ロック判定部71と、三相インバータ回路72と、駆動電流センサ73bを有している。
As shown in FIG. 13, in the
ロック判定部71は、第6実施形態と同様である。又、駆動電流センサ73bは、三相モータ11aにおける各相のステータコイル12aに供給される駆動電流を検出する為のセンサである。
The
そして、三相インバータ回路72は、バッテリBから供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路であり、複数のMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)を組み合わせて構成されている。
The three-
図13に示すように、三相インバータ回路72は、バッテリBと三相モータ11aと電気的に接続されており、バッテリBの直流電力を三相交流に変換して、三相モータ11aの各相のステータコイル12aに供給する。
As shown in FIG. 13, the three-
第7実施形態に係る三相インバータ回路72は、整流回路(RCF)と、包絡線検波器(ENV)とを有している。整流回路は、三相信号をアナログ信号に変換することにより三相交流波形を生成すると共に、三相交流波形を全波整流する。包絡線検波器は、全波整流波形の包絡線を検出して出力する。
The three-
次に、第7実施形態におけるロック判定制御について、図14を参照して説明する。非接触連結部60がロック状態にある場合、駆動側マグネット20側は回転するが、ポールピース25は停止した状態となる。この為、駆動側マグネット20及びポールピース25の間における回転負荷の変動は、上述した実施形態と同様に、磁気的相互作用によって一定の周期で発生する。
Next, the lock determination control in the seventh embodiment will be described with reference to FIG. 14. When the
この為、回転負荷の変動に伴って、駆動側マグネット20の回転速度が変動することになる。モータ部11の駆動電流は、駆動側マグネット20等の回転速度と同期した周波数で流れる為、回転負荷の変動に伴って、駆動電流の周波数も変動し、駆動電流の包絡線にも表れる。
As a result, the rotational speed of the
第7実施形態では、ロック判定条件を満たすか否かを判定する際に、三相インバータ回路72の包絡線検波器から出力される駆動電流の包絡線に対する周波数分析が行われる。図14に、駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果の一例を示す。図14には、標準分析結果RSと、ロック時分析結果RLが示されている。標準分析結果RSは、標準状態における駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果を示している。そして、ロック時分析結果RLは、ロック状態における駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果を示している。
In the seventh embodiment, when determining whether or not the lock determination condition is satisfied, a frequency analysis is performed on the envelope of the drive current output from the envelope detector of the three-
上述したように、駆動電流の包絡線の値は、ポールピース25等がロックすると、回転負荷の変動に伴って変動する。この為、図14に示すように、回転負荷の変動に対応する特定周波数fsにおいて、ロック時分析結果RLにおける値のピークは、標準分析結果RSの値よりも突出して大きな値を示す。
As described above, when the
従って、第5実施形態では、駆動電流の包絡線に対して、ロック判定部71によって周波数分析を施すことで、ポールピース25等のロックが発生したことを検知することができる。
Therefore, in the fifth embodiment, the
そして、第5実施形態におけるロック判定制御においては、ロック判定条件として、駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果において、特定周波数fsにおける駆動電流の包絡線の値が基準値を超えていることが採用される。この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、標準状態における駆動電流の包絡線に対する周波数分析の結果(即ち、標準分析結果RS)にて、特定周波数fsにおける駆動電流の包絡線の値に基づいて定められる。 In the lock determination control of the fifth embodiment, the lock determination condition is that the value of the envelope of the drive current at a specific frequency fs exceeds a reference value in the result of frequency analysis of the envelope of the drive current. In this case, the reference value is determined based on the standard state, and is determined, for example, based on the value of the envelope of the drive current at a specific frequency fs in the result of frequency analysis of the envelope of the drive current in the standard state (i.e., the standard analysis result RS).
この場合、特定周波数fsにおける駆動電流の包絡線の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット20における回転負荷の変動が発生しており、ポールピース25等が固着して、ロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット20とポールピース25の間で、適切に動力が伝達され、駆動側マグネット20及びポールピース25が回転可能な標準状態であると判定することができる。
In this case, if the value of the envelope of the drive current at a specific frequency fs exceeds a reference value, it can be determined that a fluctuation in the rotational load on the
以上説明したように、第7実施形態に係る動力伝達装置1によれば、三相モータ11aの駆動電流の包絡線に対して周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the
即ち、第7実施形態に係る動力伝達装置1によれば、駆動電流の包絡線の変動に基づいて、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35におけるポールピース25のロックを、精度良く判定することができる。
In other words, the
(第8実施形態)
次に、上述した実施形態と異なる第8実施形態について、図15、図16を参照して説明する。第8実施形態では、モータ部11及びポールピース25等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部35等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Eighth embodiment
Next, an eighth embodiment, which is different from the above-described embodiment, will be described with reference to Fig. 15 and Fig. 16. In the eighth embodiment, the method of determining whether the
図15に示すように、第8実施形態に係る動力伝達装置1においては、モータ部11として、直流モータ11cが採用されている。直流モータ11cは、整流子及びブラシを有する直流整流子電動機である。
As shown in FIG. 15, in the
そして、第8実施形態に係る回路部70は、ロック判定部71と、駆動電流センサ73bを有している。回路部70には、バッテリBと直流モータ11cが電気的に接続されている。ロック判定部71は、上述した実施形態と同様である。又、第8実施形態に係る駆動電流センサ73bは、直流モータ11cに供給される駆動電流を検出する為のセンサである。
The
次に、第8実施形態におけるロック判定制御について、図16を参照して説明する。第6実施形態に係る動力伝達装置1では、モータ部11として、整流子及びブラシを有する直流モータ11cを採用している。従って、直流モータ11cにおいて、ロータ13の回転方向を所定方向に保つために、ロータ13の回転位相が予め定められた位相となった時点で、整流子及びブラシによって電流の向きが切り替えられる。
Next, the lock determination control in the eighth embodiment will be described with reference to FIG. 16. In the
従って、直流モータ11cの駆動電流に対して周波数分析を行った場合、図16に示すように、標準分析結果RS及びロック時分析結果RLの何れにおいても、整流子及びブラシによる電流切替に起因するピークが表れる。
Therefore, when a frequency analysis is performed on the drive current of the
そして、第8実施形態においても、非接触連結部60がロック状態にある場合、駆動側マグネット20及びポールピース25の間における回転負荷の変動は、上述した実施形態と同様に、磁気的相互作用によって一定の周期で発生する。回転負荷が変動する周期は、整流子及びブラシの電流切替に関する周期とは異なる為、特定周波数fsにおいて、ロック時分析結果RLに係る駆動電流のピークは、標準分析結果RSに係る駆動電流の値と明確に区別することができる。
In the eighth embodiment, when the
従って、第8実施形態では、直流モータ11cの駆動電流に対して、ロック判定部71によって周波数分析を施すことで、ポールピース25等のロックが発生したことを検知することができる。
Therefore, in the eighth embodiment, the
そして、第8実施形態におけるロック判定制御においては、ロック判定条件として、直流モータ11cの駆動電流に対する周波数分析の結果において、特定周波数fsにおける駆動電流が基準値を超えていることが採用される。この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、標準状態における直流モータ11c駆動電流に対する周波数分析の結果(即ち、標準分析結果RS)にて、特定周波数fsにおける駆動電流の値に基づいて定められる。
In the lock determination control of the eighth embodiment, the lock determination condition is that the drive current at a specific frequency fs exceeds a reference value in the results of frequency analysis of the drive current of the
この場合、特定周波数fsにおける直流モータ11cの駆動電流の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット20における回転負荷の変動が発生しており、ポールピース25等が固着して、ロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット20と固定マグネット40の間で、適切に動力が伝達され、駆動側マグネット20及びポールピース25が回転可能な標準状態であると判定することができる。
In this case, if the value of the drive current of the
以上説明したように、第8実施形態に係る動力伝達装置1によれば、直流モータ11cの駆動電流に対する周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the
即ち、第8実施形態に係る動力伝達装置1によれば、直流モータ11cの駆動電流の変動に基づいて、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35におけるポールピース25のロックを、精度良く判定することができる。
In other words, the
(第9実施形態)
続いて、上述した実施形態と異なる第9実施形態について、図17、図18を参照して説明する。第9実施形態では、ポールピース25等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部35等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Ninth embodiment
Next, a ninth embodiment, which is different from the above-mentioned embodiment, will be described with reference to Fig. 17 and Fig. 18. In the ninth embodiment, the method of determining whether the
図17に示すように、第9実施形態に係る動力伝達装置1において、駆動側機構部10を構成するモータ部11として、三相モータ11aが採用されている。そして、第7実施形態に係る回路部70は、ロック判定部71と、三相インバータ回路72と、判定電圧特定部74を有している。
As shown in FIG. 17, in the
ロック判定部71は、上述した実施形態と同様である。そして、三相インバータ回路72は、上述した実施形態と同様に、バッテリBと三相モータ11aと電気的に接続されており、バッテリBの直流電力を三相交流に変換して、三相モータ11aの各相のステータコイル12aに供給する。
The
第9実施形態に係る三相インバータ回路72は、モータ部11のオン時間とオフ時間の比であるデューティー比を決定し、決定されたディーティー比に基づいて、直流モータ11cに対する電力供給を行う。即ち、三相モータ11aに対するPWM制御が行われる。
The three-
具体的には、予め定められた三角波と、判定電圧とを比較して、三角波が判定電圧よりも高い期間と、三角波が判定電圧よりも低い期間の比により、三相モータ11aに供給される電圧のデューティー比が定められる。判定電圧特定部74は、デューティー比を決定する為の判定電圧を特定する。判定電圧特定部74は、例えば、コンパレータに対して、三角波と判定電圧が入力される場合に、コンパレータに入力される判定電圧の値を特定する。
Specifically, a predetermined triangular wave is compared with the judgment voltage, and the duty ratio of the voltage supplied to the three-
次に、第9実施形態におけるロック判定制御について、図18を参照して説明する。上述したように、第9実施形態における三相モータ11aの作動は、PWM制御によって制御されている。従って、デューティー比が高いほど、三相モータ11aにおけるロータ13の回転速度は速くなり、デューティー比が低くなれば、ロータ13の回転速度は遅くなる。
Next, the lock determination control in the ninth embodiment will be described with reference to FIG. 18. As described above, the operation of the three-
この為、第9実施形態において、ポールピース25等が固着してロック状態になって、駆動側マグネット20に係る回転負荷が変動すると、回転負荷の変動に追従して、デューティー比が変動することになる。上述したように、デューティー比は、三角波と判定電圧を比較することによって定められる為、判定電圧がディーティー比の変動と同じ周期で変動する。
For this reason, in the ninth embodiment, when the
一方、標準状態である場合には、駆動側マグネット20とポールピース25の間の回転負荷に大きな変動が発生しない為、デューティー比及び判定電圧についても、大きな変動は生じない。
On the other hand, in the standard state, there is no large fluctuation in the rotational load between the
第9実施形態に係るロック判定制御においては、判定電圧に対して周波数分析を行っている。図18に示すように、ロック時分析結果RLでは、回転負荷の変動に対応する特定周波数fsにて、判定電圧のピークが表れる。一方、標準状態の場合、回転負荷の大きな変動はなく、駆動側マグネット20及びポールピース25が適切に回転している。この為、標準分析結果RSにおいては、特定周波数fsにて、判定電圧の値が大きく変動することはない。
In the lock determination control according to the ninth embodiment, a frequency analysis is performed on the determination voltage. As shown in FIG. 18, in the locked analysis result RL, a peak in the determination voltage appears at a specific frequency fs that corresponds to fluctuations in the rotation load. On the other hand, in the standard state, there is no large fluctuation in the rotation load, and the
従って、第9実施形態では、PWM制御に係る判定電圧に対して、ロック判定部71によって周波数分析を施すことで、ポールピース25等のロックが発生したことを検知することができる。
Therefore, in the ninth embodiment, the
そして、第9実施形態におけるロック判定制御においては、ロック判定条件として、PWM制御に係る判定電圧に対する周波数分析の結果において、特定周波数fsにおける判定電圧が基準値を超えていることが採用される。この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、標準状態における判定電圧に対する周波数分析の結果(即ち、標準分析結果RS)にて、特定周波数fsにおける判定電圧の値に基づいて定められる。 In the lock determination control of the ninth embodiment, the lock determination condition is that the determination voltage at a specific frequency fs exceeds a reference value in the result of frequency analysis of the determination voltage related to PWM control. In this case, the reference value is determined based on the standard state, and is determined based on the value of the determination voltage at a specific frequency fs in the result of frequency analysis of the determination voltage in the standard state (i.e., the standard analysis result RS).
この場合、特定周波数fsにおける判定電圧の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット20における回転負荷の変動が発生しており、ポールピース25等が固着して、ロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット20とポールピース25の間で、適切に動力が伝達され、駆動側マグネット20及びポールピース25が回転可能な標準状態であると判定することができる。
In this case, if the value of the judgment voltage at the specific frequency fs exceeds the reference value, it can be determined that a fluctuation in the rotational load on the driving
以上説明したように、第9実施形態に係る動力伝達装置1によれば、モータ部11のPWM制御に係る判定電圧に対して周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the
即ち、第9実施形態に係る動力伝達装置1によれば、判定電圧の変動に基づいて、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35におけるポールピース25のロックを、精度良く判定することができる。
In other words, the
(第10実施形態)
次に、上述した実施形態と異なる第10実施形態について、図19、図20を参照して説明する。第10実施形態では、ポールピース25等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部35等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Tenth embodiment
Next, a tenth embodiment, which is different from the above-mentioned embodiment, will be described with reference to Fig. 19 and Fig. 20. In the tenth embodiment, the method of determining whether the
図19に示すように、第10実施形態に係る動力伝達装置1において、駆動側機構部10を構成するモータ部11として、三相モータ11aが採用されている。そして、第8実施形態に係る回路部70は、ロック判定部71と、三相インバータ回路72と、駆動電流センサ73uを有している。
As shown in FIG. 19, in the
ロック判定部71は、上述した実施形態と同様である。そして、三相インバータ回路72は、上述した実施形態と同様に、バッテリBと三相モータ11aと電気的に接続されており、バッテリBの直流電力を三相交流に変換して、三相モータ11aの各相のステータコイル12aに供給する。
The
第10実施形態に係る駆動電流センサ73uは、三相モータ11aに対するU相、V相、W相のうち、U相の駆動電流を検出するセンサである。駆動電流センサ73bは、三相モータ11aに対する駆動電流のうち、いずれか一相に係る駆動電流を検出すればよい。
The drive
次に、第10実施形態におけるロック判定制御について、図20を参照して説明する。非接触連結部60がロック状態にある場合、駆動側マグネット20側は回転するが、ポールピース25は停止した状態となる。この為、駆動側マグネット20及びポールピース25の間における回転負荷の変動は、上述した実施形態と同様に、磁気的相互作用によって一定の周期で発生する。
Next, the lock determination control in the tenth embodiment will be described with reference to FIG. 20. When the
ポールピース25が停止している為、駆動側マグネット20が回転する際に、駆動側マグネット20と固定マグネット40の間において、磁気が吸引するように作用する状態と、磁気が反発するように作用する状態が生じる。駆動側マグネット20側の回転速度は、固定マグネット40との間における磁気の吸引及び反発の影響によって、加速及び減速する。モータ部11の駆動電流は、駆動側マグネット20等の回転速度と同期した周波数で流れる為、回転速度の変動に伴って、駆動電流の周波数も変動する。
Because the
尚、以下の説明では、固定マグネット40との間の磁力の影響で回転速度が遅くなった場合の特定周波数を第1特定周波数fsaと言い、固定マグネット40との間の磁力の影響で回転速度が速くなった場合の特定周波数を第2特定周波数fsbと言う。
In the following description, the specific frequency when the rotation speed is slowed down due to the influence of the magnetic force between the fixed
一方、標準状態にある場合は、駆動側マグネット20及びポールピース25は、一定の回転速度で回転する為、駆動電流の周波数も一定となる。標準状態における一定の回転速度に対応する周波数を標準周波数fcという。
On the other hand, in the standard state, the
そして、第10実施形態に係るロック判定制御では、三相モータ11aに対するいずれか一相の駆動電流に対して周波数分析を行っている。図20に示すように、標準分析結果RSでは、標準周波数fcにて駆動電流のピークが表れる。
In the lock determination control according to the tenth embodiment, a frequency analysis is performed on the drive current of one of the phases of the three-
一方、ロック時分析結果RLにおいては、標準周波数fcよりも小さな第1特定周波数fsaにて、駆動電流のピークが表れる。第1特定周波数fsaにおける駆動電流は、回転負荷の変動によって駆動側マグネット20の回転速度が遅くなった時点の値を示している。
On the other hand, in the locked analysis result RL, a peak in the drive current appears at a first specific frequency fsa that is lower than the standard frequency fc. The drive current at the first specific frequency fsa indicates the value at the point in time when the rotational speed of the
又、ロック時分析結果RLでは、標準周波数fcよりも大きな第2特定周波数fsbにおいて、駆動電流のピークが表れる。第2特定周波数fsbにおける駆動電流は、回転負荷の変動によって駆動側マグネット20の回転速度が速くなった時点の値を示している。
In addition, in the locked analysis result RL, a peak in the drive current appears at a second specific frequency fsb that is higher than the standard frequency fc. The drive current at the second specific frequency fsb indicates the value at the point in time when the rotational speed of the
上述したように、標準状態であるならば、駆動側マグネット20及びポールピース25は一定の回転速度で回転している為、標準周波数fcにピークが表れ、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbにピークが表れることはない。
As described above, in the standard state, the
従って、第10実施形態では、三相モータ11aに対するいずれか一相の駆動電流に対して周波数分析を施し、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbの値を比較することで、ポールピース25等のロックが発生したことを検知できる。
Therefore, in the tenth embodiment, by performing a frequency analysis on the drive current of one of the phases of the three-
そして、第10実施形態におけるロック判定制御では、ロック判定条件として、三相モータ11aのいずれか一相の駆動電流に対する周波数分析の結果にて、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbにおける駆動電流が基準値を超えていることが採用される。
In the lock determination control in the tenth embodiment, the lock determination condition is that the drive current at the first specific frequency fsa and the second specific frequency fsb exceeds a reference value as a result of frequency analysis of the drive current of any one phase of the three-
この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、第1特定周波数fsaに係る基準値は、標準分析結果RSにおいて、第1特定周波数fsaにおける駆動電流の値に基づいて定められる。又、第2特定周波数fsbに係る基準値は、標準分析結果RSにおいて、第2特定周波数fsbにおける駆動電流の値に基づいて定められる。 In this case, the reference values are determined based on the standard state. For example, the reference value for the first specific frequency fsa is determined based on the value of the drive current at the first specific frequency fsa in the standard analysis result RS. Furthermore, the reference value for the second specific frequency fsb is determined based on the value of the drive current at the second specific frequency fsb in the standard analysis result RS.
第1特定周波数fsaにおける駆動電流の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット20における回転負荷の変動が発生しており、ポールピース25等が固着して、ロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット20とポールピース25の間で、適切に動力が伝達され、駆動側マグネット20及びポールピース25が回転可能な標準状態であると判定することができる。
If the value of the drive current at the first specific frequency fsa exceeds the reference value, it can be determined that a fluctuation in the rotational load on the
第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbの何れにおいても、駆動電流の値がそれぞれの基準値を超えていた場合に、ポールピース25等のロックが発生していると判定することで、より確実に、ロック状態の発生を検知することができる。
When the drive current value exceeds the respective reference value at either the first specific frequency fsa or the second specific frequency fsb, it is determined that the
尚、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbのいずれか一方において、駆動電流の値がそれぞれの基準値を超えていた場合に、ロック状態が発生していると判定するように構成しても良い。 In addition, the system may be configured to determine that a lock state has occurred if the drive current value exceeds the respective reference value at either the first specific frequency fsa or the second specific frequency fsb.
以上説明したように、第10実施形態に係る動力伝達装置1によれば、三相モータ11aのいずれか一相の駆動電流に対して周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the
即ち、第10実施形態に係る動力伝達装置1によれば、三相モータ11aのいずれか一相の駆動電流の変動に基づいて、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35におけるポールピース25のロックを、精度良く判定することができる。
In other words, the
(第11実施形態)
続いて、上述した実施形態と異なる第11実施形態について、図21、図22を参照して説明する。第11実施形態では、ポールピース25等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部35等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Eleventh Embodiment
Next, an eleventh embodiment, which is different from the above-described embodiments, will be described with reference to Fig. 21 and Fig. 22. In the eleventh embodiment, the method of determining whether the
図21に示すように、第11実施形態に係る動力伝達装置1において、駆動側機構部10を構成するモータ部11として、三相モータ11aが採用されている。そして、第11実施形態に係る回路部70は、ロック判定部71と、三相インバータ回路72と、線間電圧センサ73cを有している。
As shown in FIG. 21, in the
ロック判定部71は、上述した実施形態と同様である。そして、三相インバータ回路72は、上述した実施形態と同様に、バッテリBと三相モータ11aと電気的に接続されており、バッテリBの直流電力を三相交流に変換して、三相モータ11aの各相のステータコイル12aに供給する。
The
線間電圧センサ73cは、三相モータ11aに対する三相のうち、いずれか二相の間の電圧の値を検出するセンサである。線間電圧センサ73cは、例えば、三相モータ11aに対するU相、V相、W相のうち、U相とV相の間の線間電圧の値を検出する。
The
次に、第11実施形態におけるロック判定制御について、図22を参照して説明する。上述したように、ロック状態にある場合、駆動側マグネット20及びポールピース25の間における回転負荷の変動は、上述した実施形態と同様に、磁気的相互作用によって一定の周期で発生する。
Next, the lock determination control in the eleventh embodiment will be described with reference to FIG. 22. As described above, when in a locked state, the fluctuation of the rotational load between the driving
そして、ポールピース25が停止している為、駆動側マグネット20が回転する際に、駆動側マグネット20と固定マグネット40の間において、磁気が吸引するように作用する状態と、磁気が反発するように作用する状態が生じる。この為、駆動側マグネット20側の回転速度は、固定マグネット40との間における磁気の吸引及び反発の影響によって加速及び減速する。モータ部11の駆動電流は、駆動側マグネット20等の回転速度と同期した周波数で流れる為、回転速度の変動に伴って、三相モータ11aにおけるいずれか二相の線間電圧も変動する。
And because the
そして、第11実施形態に係るロック判定制御では、三相モータ11aのいずれか二相の線間電圧に対して周波数分析を行っている。図22に示すように、標準分析結果RSでは、標準周波数fcにて線間電圧のピークが表れる。
In the lock determination control according to the 11th embodiment, frequency analysis is performed on the line voltage of any two phases of the three-
一方、ロック時分析結果RLでは、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbにて、駆動電流のピークが表れる。第1特定周波数fsaにおける線間電圧は、回転負荷の変動によって駆動側マグネット20の回転速度が遅くなった時点の値を示している。第2特定周波数fsbにおける線間電圧は、回転負荷の変動によって駆動側マグネット20の回転速度が速くなった時点の値を示している。
On the other hand, in the locked state analysis result RL, the drive current peaks appear at the first specific frequency fsa and the second specific frequency fsb. The line voltage at the first specific frequency fsa indicates the value at the point when the rotation speed of the
上述したように、標準状態であるならば、駆動側マグネット20及びポールピース25は一定の回転速度で回転している為、標準周波数fcにピークが表れ、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbにピークが表れることはない。
As described above, in the standard state, the
従って、第11実施形態では、三相モータ11aのいずれか二相の線間電圧に対して周波数分析を施し、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbの値を比較することで、ポールピース25等のロックが発生したことを検知できる。
Therefore, in the eleventh embodiment, by performing a frequency analysis on the line voltage of any two phases of the three-
そして、第11実施形態におけるロック判定制御では、ロック判定条件として、三相モータ11aのいずれか二相の線間電圧に対する周波数分析の結果にて、第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbにおける線間電圧が基準値を超えていることが採用される。
In the lock determination control in the 11th embodiment, the lock determination condition is that the line voltages at the first specific frequency fsa and the second specific frequency fsb exceed the reference value as a result of frequency analysis of the line voltages of any two phases of the three-
この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、第1特定周波数fsaに係る基準値は、標準分析結果RSにおいて、第1特定周波数fsaにおける線間電圧の値に基づいて定められる。又、第2特定周波数fsbに係る基準値は、標準分析結果RSにおいて、第2特定周波数fsbにおける線間電圧の値に基づいて定められる
第1特定周波数fsaにおける線間電圧の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット20における回転負荷の変動が発生しており、ポールピース25等がロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット20及びポールピース25が回転可能な標準状態であると判定することができる。
In this case, the reference value is determined based on the standard state, and for example, the reference value for the first specific frequency fsa is determined based on the value of the line voltage at the first specific frequency fsa in the standard analysis result RS. Also, the reference value for the second specific frequency fsb is determined based on the value of the line voltage at the second specific frequency fsb in the standard analysis result RS. If the value of the line voltage at the first specific frequency fsa exceeds the reference value, it can be determined that a fluctuation in the rotation load of the driving
第1特定周波数fsa及び第2特定周波数fsbの何れにおいても、線間電圧の値がそれぞれの基準値を超えていた場合に、ポールピース25等のロックが発生していると判定することで、より確実に、ロック状態の発生を検知することができる。
When the line voltage value exceeds the respective reference value at either the first specific frequency fsa or the second specific frequency fsb, it is determined that the
以上説明したように、第11実施形態に係る動力伝達装置1によれば、三相モータ11aの線間電圧に対して周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the
即ち、第11実施形態に係る動力伝達装置1によれば、三相モータ11aの線間電圧の変動に基づいて、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35におけるポールピース25のロックを、精度良く判定することができる。
In other words, the
(第12実施形態)
次に、上述した実施形態と異なる第12実施形態について、図23、図24を参照して説明する。第12実施形態では、ポールピース25等のロックが発生していることを判定する判定手法が上述した実施形態と相違している。その他の従動側機構部35等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
Twelfth Embodiment
Next, a twelfth embodiment, which is different from the above-mentioned embodiment, will be described with reference to Fig. 23 and Fig. 24. In the twelfth embodiment, the method of determining whether the
第12実施形態に係る動力伝達装置1では、回路部70は、ロック判定部71と、加速度センサ73dを有している。図23に示すように、加速度センサ73dは、駆動側機構部10のモーターケース15に配置されており、駆動側機構部10に生じた加速度の変化を検出する。従って、第12実施形態に係る動力伝達装置1では、駆動側機構部10のモータ部11の作動によって生じた振動を、加速度センサ73dによって検出することができる。
In the
次に、第12実施形態におけるロック判定制御について、図24を参照して説明する。上述したように、標準状態にある場合、駆動側マグネット20及びポールピース25の間における回転負荷の変動は、ほとんどなく、駆動側マグネット20及びポールピース25が一体的に回転する。つまり、駆動側機構部10は、駆動側マグネット20及びポールピース25が一体的に回転することにより一定の周期で振動する。
Next, the lock determination control in the twelfth embodiment will be described with reference to FIG. 24. As described above, in the standard state, there is almost no fluctuation in the rotational load between the driving
一方、ロック状態にある場合、ポールピース25が停止している為、駆動側マグネット20が回転する際に、固定マグネット40との間における磁気的相互作用によって回転負荷が変動する。回転負荷の変動によって、駆動側マグネット20及びシャフト14の回転速度が変化する為、モータ部11を含む駆動側機構部10には、回転負荷の変動に起因した振動が生じる。
On the other hand, in the locked state, the
ロック状態における振動の発生周期は、駆動側マグネット20と固定マグネット40の間における磁気の影響によって、標準状態における振動の発生周期と相違する。これにより、加速度センサ73dによって、駆動側機構部10に生じた振動の周期を分析することで、ポールピース25等のロックが生じているか否かを判定できる。
The period of vibration occurring in the locked state differs from the period of vibration occurring in the standard state due to the influence of magnetism between the driving
そして、第12実施形態に係るロック判定制御では、加速度センサ73dの検出信号に対して周波数分析を行っている。図24に示すように、標準分析結果RSでは、標準周波数fcにて加速度のピークが表れる。標準周波数fcは、標準状態において、駆動側マグネット20及びポールピース25の回転による振動の発生周期に対応している。
In the lock determination control according to the 12th embodiment, frequency analysis is performed on the detection signal of the
一方、ロック時分析結果RLでは、特定周波数fsにて、加速度のピークが表れる。特定周波数fsにおける加速度のピークは、回転負荷の変動によって駆動側機構部10の振動に起因している。
On the other hand, in the locked analysis result RL, an acceleration peak appears at a specific frequency fs. The acceleration peak at the specific frequency fs is caused by vibration of the drive
上述したように、標準状態であるならば、駆動側マグネット20及びポールピース25は一定の回転速度で回転している為、標準周波数fcにピークが表れ、特定周波数fsに加速度のピークが表れることはない。
As described above, in the standard state, the
従って、第12実施形態では、加速度センサ73dの検出信号に対して周波数分析を施し、特定周波数fsの値を比較することで、ポールピース25等のロックが発生したことを検知できる。
Therefore, in the twelfth embodiment, by performing frequency analysis on the detection signal of the
そして、第12実施形態におけるロック判定制御では、ロック判定条件として、加速度センサ73dの検出信号に対する周波数分析の結果にて、特定周波数fsにおける加速度の値が基準値を超えていることが採用される。この場合の基準値は、標準状態を基準として定められ、例えば、標準分析結果RSにおいて、特定周波数fsにおける加速度の値に基づいて定められる。
In the lock determination control of the twelfth embodiment, the lock determination condition is that the acceleration value at the specific frequency fs exceeds a reference value in the result of frequency analysis of the detection signal of the
特定周波数fsにおける加速度の値が基準値を超えていれば、駆動側マグネット20における回転負荷の変動が発生しており、ポールピース25等がロック状態にあると判定することができる。そうでない場合は、駆動側マグネット20及びポールピース25が回転可能な標準状態であると判定することができる。
If the acceleration value at a specific frequency fs exceeds the reference value, it can be determined that a fluctuation in the rotational load on the driving
以上説明したように、第12実施形態に係る動力伝達装置1によれば、加速度センサ73dで検出された加速度に対する周波数分析を行う構成とした場合であっても、上述した実施形態と同様の構成から、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the
即ち、第12実施形態に係る動力伝達装置1によれば、加速度センサ73dで検出される加速度の変動に基づいて、駆動側機構部10とは別に区画された従動側機構部35におけるポールピース25のロックを、精度良く判定することができる。
In other words, the
(第13実施形態)
上記第1実施形態等ではモータ部11のステータ12およびロータ13が磁気ギア60bの駆動側マグネット20の内側に配置されている。これにより、ステータ12、ロータ13および駆動側マグネット20が径方向に並ぶこととなるため、駆動側マグネット20によってモータ部11に誘起電圧が発生し、回転抵抗となる。
Thirteenth Embodiment
In the above-described first embodiment and the like, the
本実施形態は、上記点に鑑みて、動力伝達装置1の磁気ギア60bによって第1膨張弁113のモータ部11に回転抵抗が生じることを抑制することを目的とする。
In view of the above, this embodiment aims to suppress the generation of rotational resistance in the
図25、図26に示すように、本実施形態のモータ部11は三相モータ11aである。円筒状のロータ13は、ステータ12の径方向外側に配置されている。
As shown in Figures 25 and 26, the
ステータ12のスロット数Nsは6である。したがって、U相、V相、W相の各相にスロットが2つずつある。ステータ12の6つのスロットは、周方向にU相のスロット12U、V相のスロット12V、W相のスロット12W、U相のスロット12U、V相のスロット12V、W相のスロット12Wの順番に配置されている。ステータ12の6つのスロット12U、12V、12W、12U、12V、12Wは、周方向に均等に配置されている。ステータ12の6つのスロット12U、12V、12W、12U、12V、12Wは、周方向に60度毎に配置されている。
The number of slots Ns of the
したがって、ステータ12の6つのスロット12U、12V、12W、12U、12V、12Wのうち、同じ相の一対のスロットは、周方向に180度毎に配置されている。換言すれば、ステータ12の6つのスロット12U、12V、12W、12U、12V、12Wのうち、同じ相の一対のスロットは、互いに向かい合う位置に配置されている。
Therefore, among the six
ステータ12のステータコイル12aの巻き方向は、全てのスロットにおいて互いに同一方向になっている。
The winding direction of the
駆動側マグネット20は、ロータ13の径方向外側にて、ロータ13と同軸上に配置されている。
The
駆動側マグネット20の極数Pinは2である。したがって、駆動側マグネット20の極対数は1である。駆動側マグネット20のN極20nおよびS極20sは、周方向に交互かつ均等に設けられている。駆動側マグネット20のN極20nおよびS極20sは、周方向に180度ずつ設けられている。
The number of poles Pin of the
三相モータ11aの各相の2つのスロットにおいて、駆動側マグネット20のN極40nおよびS極40sとの位置関係が互いに逆になり、駆動側マグネット20の磁束が逆位相になる。
In the two slots of each phase of the three-
そのため、図27に示すように、三相モータ11aの1つの相の2つのスロットにおいて、駆動側マグネット20による誘起電圧が逆位相になり互いに打ち消し合って相殺されるので、三相モータ11aの1つの相の誘起電圧の合計が0になる。他の2つの相においても同様に、誘起電圧の合計が0になる。
As a result, as shown in FIG. 27, in two slots of one phase of the three-
したがって、各相のスロットにおいて、駆動側マグネット20による誘起電圧が相殺されるので、モータ部11における回転抵抗を低減できる。
Therefore, the induced voltages caused by the
本実施形態では、駆動側マグネット20によってステータコイル12aに生じる誘起電圧が各相で相殺されるように駆動側マグネット20が構成されている。換言すれば、各相において、駆動側マグネット20によってステータコイル12aに生じる誘起電圧の和が0になるように駆動側マグネット20が構成されている。これにより、モータ部11における回転抵抗を低減できる。
In this embodiment, the
(第14実施形態)
上記実施形態では、三相モータ11aの各相において誘起電圧の合計が0になるように、三相モータ11aの各相のスロット数を2とし、駆動側マグネット20の極対数を1としている。本実施形態は、図28に示すように、駆動側マグネット20の極対数が、1つの相のスロット数の倍数と異なっている。換言すれば、駆動側マグネット20の極対数が、1つの相のスロット数を整数倍した数と異なっている。
Fourteenth Embodiment
In the above embodiment, the number of slots in each phase of the three-
図28、図29に示すように、モータ部11は三相モータ11aである。円筒状のロータ13は、ステータ12の径方向外側に配置されている。
As shown in Figures 28 and 29, the
ステータ12のスロット数Nsは9である。したがって、U相、V相、W相の各相にスロットが3つずつある。ステータ12の9つのスロットは、周方向にU相のスロット12U、V相のスロット12V、W相のスロット12W、U相のスロット12U、V相のスロット12V、W相のスロット12W、U相のスロット12U、V相のスロット12V、W相のスロット12Wの順番に配置されている。
The number of slots Ns in the
ステータ12の9つのスロット12U、12V、12W、12U、12V、12W、12U、12V、12Wは、周方向に均等に配置されている。ステータ12の9つのスロット12U、12V、12W、12U、12V、12W、12U、12V、12Wは、周方向に40度毎に配置されている。
The nine
したがって、ステータ12の9つのスロット12U、12V、12W、12U、12V、12W、12U、12V、12Wのうち、同じ相の3つのスロットは、周方向に120度毎に配置されている。
Therefore, of the nine
ステータ12のステータコイル12aの巻き方向は、全てのスロットにおいて互いに同一方向になっている。
The winding direction of the
駆動側マグネット20は、ロータ13の径方向外側にて、ロータ13と同軸上に配置されている。駆動側マグネット20の極数Pinは4である。したがって、駆動側マグネット20の極対数は2である。駆動側マグネット20のN極20nおよびS極20sは、周方向に交互かつ均等に設けられている。駆動側マグネット20のN極20nおよびS極20sは、周方向に90度ずつ設けられている。
The driving
この構成においてステータコイル12aに電流が流れてロータ13が回転すると、図30に示すように、三相モータ11aの各相の3つのスロットにおいて、駆動側マグネット20による誘起電圧の位相が互いに120度ずれるので、三相モータ11aの各相の誘起電圧の合計がほぼ0になる。他の2つの相においても同様に、誘起電圧の合計がほぼ0になる。
In this configuration, when current flows through the
したがって、各相のスロットにおいて、駆動側マグネット20による誘起電圧がほぼ相殺されるので、モータ部11における回転抵抗を低減できる。
As a result, the induced voltages caused by the
本実施形態では、ステータ12のステータコイル12aの巻き方向は、全てのスロットにおいて互いに同一方向になっており、駆動側マグネット20の極対数は、各相のスロット数の倍数と異なっている。
In this embodiment, the winding direction of the
これにより、各相のスロットにおいて、駆動側マグネット20による誘起電圧がほぼ相殺されるので、モータ部11における回転抵抗を低減できる。
As a result, the induced voltages caused by the
(第15実施形態)
上記第13実施形態では、ステータ12のステータコイル12aの巻き方向は、全てのスロットにおいて互いに同一方向になっているが、本実施形態では、ステータコイル12aが右巻きされているスロットと、ステータコイル12aが左巻きされているステータコイル12aとが同数になっている。そして、駆動側マグネット20の極対数が、単相のスロット数の半分の奇数倍と異なっている。
Fifteenth embodiment
In the thirteenth embodiment, the winding direction of the
図31、図32に示すように、本実施形態のモータ部11は三相モータ11aである。円筒状のロータ13は、ステータ12の径方向外側に配置されている。
As shown in Figures 31 and 32, the
ステータ12のスロット数Nsは6である。したがって、ステータ12は、右巻きスロットと左巻きスロットとを3個ずつ有している。また、U相、V相、W相の各相にスロットが2つずつある。ステータ12の6つのスロットは、周方向にU相の右巻きスロット12UR、V相の左巻きスロット12VL、W相の右巻きスロット12WR、U相の左巻きスロット12UL、V相の右巻きスロット12VR、W相の左巻きスロット12WLの順番に配置されている。
The number of slots Ns of the
ステータ12の6つのスロット12UR、12VL、12WR、12UL、12VR、12WLは、周方向に均等に配置されている。ステータ12の6つのスロット12UR、12VL、12WR、12UL、12VR、12WLは、周方向に60度毎に配置されている。
The six slots 12UR, 12VL, 12WR, 12UL, 12VR, and 12WL of the
したがって、ステータ12の6つのスロット12UR、12VL、12WR、12UL、12VR、12WLのうち、同じ相の一対のスロットは、周方向に180度毎に配置されている。換言すれば、ステータ12の6つのスロット12UR、12VL、12WR、12UL、12VR、12WLのうち、同じ相の一対のスロットは、互いに向かい合う位置に配置されている。
Therefore, among the six slots 12UR, 12VL, 12WR, 12UL, 12VR, and 12WL of the
ステータ12の6つのスロット12UR、12VL、12WR、12UL、12VR、12WLのうち、同じ相の一対のスロットのうち一方のスロットにおけるステータコイル12aの巻き方向は右巻きで、他方のスロットにおけるステータコイル12aの巻き方向は左巻きになっている。したがって、同じ相の一対のスロットにおいて、右巻きのステータコイル12aと左巻きのステータコイル12aとが同数になっている。
Of the six slots 12UR, 12VL, 12WR, 12UL, 12VR, and 12WL of the
ステータ12の6つのスロット12UR、12VL、12WR、12UL、12VR、12WLは、ステータコイル12aが右巻きのスロットと、ステータコイル12aが左巻きのスロットとが交互に配置されている。
The six slots 12UR, 12VL, 12WR, 12UL, 12VR, and 12WL of the
したがって、ステータ12の6つのスロットのうち互いに対向する一対のスロットは、ステータコイル12aの巻き方向が互いに逆になっている。
Therefore, among the six slots of the
駆動側マグネット20は、ロータ13の径方向外側にて、ロータ13と同軸上に配置されている。
The
駆動側マグネット20の極数Pinは8である。したがって、駆動側マグネット20の極対数は4である。駆動側マグネット20のN極20nおよびS極20sは、周方向に交互かつ均等に設けられている。駆動側マグネット20のN極20nおよびS極20sは、周方向に45度ずつ設けられている。
The number of poles Pin of the
三相モータ11aの各相の2つのスロットにおいて、駆動側マグネット20のN極40nおよびS極40sとの位置関係が互いに同じになるが、ステータコイル12aの巻き方向が互いに逆になっているので、駆動側マグネット20の磁束が逆位相になる。
In the two slots of each phase of the three-
そのため、上述の図27と同様に、三相モータ11aの1つの相の2つのスロットにおいて、駆動側マグネット20による誘起電圧が逆位相になり互いに打ち消し合って相殺されるので、三相モータ11aの1つの相の誘起電圧の合計が0になる。他の2つの相においても同様に、誘起電圧の合計が0になる。
Therefore, as in FIG. 27 above, in two slots of one phase of the three-
したがって、各相のスロットにおいて、駆動側マグネット20による誘起電圧が相殺されるので、モータ部11における回転抵抗を低減できる。
Therefore, the induced voltages caused by the
本実施形態では、ステータ12のスロットは、各相において、ステータコイル12aの巻き方向が右巻きのものと左巻きのものとが互いに同数になっており、駆動側マグネット20の極対数が、各相のスロット数の半分の奇数倍と異なっている。
In this embodiment, the slots of the
これにより、各相のスロットにおいて、駆動側マグネット20による誘起電圧がほぼ相殺されるので、モータ部11における回転抵抗を低減できる。
As a result, the induced voltages caused by the
(第16実施形態)
上記第15実施形態では、モータ部11は三相モータ11aであるが、本実施形態では、図33に示すように、モータ部11はステッピングモータ11bである。
Sixteenth Embodiment
In the fifteenth embodiment, the
円筒状のロータ13は、ステータ12の径方向外側に配置されている。
The
ステータ12のスロット数Nsは8である。ステータ12の8つのスロットは、周方向に均等に配置されている。ステータ12の6つのスロットは、周方向に45度毎に配置されている。
The number of slots Ns in the
ステータ12の8つのスロットのうち、ステータコイル12aが右巻きのスロット12Rの個数と、ステータコイル12aが左巻きのスロット12Lの個数とが同数になっている。ステータコイル12aが右巻きのスロット12Rは4個、ステータコイル12aが左巻きのスロット12Lも4個になっている。
Of the eight slots in the
ステータ12の8つのスロット12R、12Lのうち、ステータコイル12aが右巻きの4つのスロット12Rは周方向に連続して配置され、ステータコイル12aが左巻きの4つのスロット12Lも周方向に連続して配置されている。
Of the eight
したがって、ステータ12の8つのスロット12R、12Lのうち互いに対向する一対のスロットは、ステータコイル12aの巻き方向が互いに逆になっている。
Therefore, among the eight
駆動側マグネット20は、ロータ13の径方向外側にて、ロータ13と同軸上に配置されている。
The
駆動側マグネット20の極数Pinは8である。したがって、駆動側マグネット20の極対数は4である。駆動側マグネット20のN極20nおよびS極20sは、周方向に交互かつ均等に設けられている。駆動側マグネット20のN極20nおよびS極20sは、周方向に45度ずつ設けられている。
The number of poles Pin of the
ステータ12の8つのスロット12R、12Lのうち互いに対向する一対のスロットにおいて、駆動側マグネット20のN極40nおよびS極40sとの位置関係が互いに同じになるが、ステータコイル12aの巻き方向が互いに逆になっているので、駆動側マグネット20の磁束が逆位相になる。
Of the eight
そのため、上述の図27と同様に、互いに対向する一対のスロットにおいて、駆動側マグネット20による誘起電圧が逆位相になり互いに打ち消し合って相殺されるので、互いに対向する一対のスロットにおいて誘起電圧の合計が0になる。
Therefore, as in FIG. 27 described above, in a pair of opposing slots, the induced voltages by the
したがって、互いに対向する一対のスロットにおいて、駆動側マグネット20による誘起電圧が相殺されるので、モータ部11における回転抵抗を低減できる。
Therefore, the induced voltages caused by the
(第17実施形態)
上記実施形態では、ロータ13、ステータ12および駆動側マグネット20がロータ13の径方向に並んでいるが、本実施形態では、図34に示すように、ロータ13、ステータ12および駆動側マグネット20がロータ13の軸方向に並んでいる。すなわち、本実施形態では、モータ部11はアキシャルギヤップモータ11dである。
Seventeenth Embodiment
In the above embodiment, the
アキシャルギヤップモータ11dにおいては、ステータ12と駆動側マグネット20の並び方向がロータ13とステータ12の並び方向と同じになるので、ステータ12と駆動側マグネット20による磁束の向きがロータ13とステータ12による磁束の向きと同じになる。したがって、駆動側マグネット20によってモータ部11に誘起電圧が発生し、回転抵抗となる。
In the
そこで、本実施形態においても、ステータ12のスロット数Nsと駆動側マグネット20の極数Pinとの関係を上記第13~17実施形態と同様にすることによって、駆動側マグネット20による誘起電圧が相殺されるので、モータ部11における回転抵抗を低減できる。
Therefore, in this embodiment, by making the relationship between the number of slots Ns of the
(第18実施形態)
本実施形態では、図35に示すように、回路部70に、回転角度を検出する角度センサ77が設けられている。
Eighteenth embodiment
In this embodiment, as shown in FIG. 35, the
角度センサ77は、駆動側マグネット20の磁束を検出することにより、駆動側マグネット20の回転角度、すなわちシャフト14の回転角度を検出する。
The
角度センサ77の検出信号は、回路部70に入力される。回路部70は、角度センサ77の検出信号に基づいて、三相モータ11aを駆動する為の駆動電流を制御する。
The detection signal of the
角度センサ77は、駆動側マグネット20の上方にて回路部70に固定されている。角度センサ77は、ロータ13の径方向において、駆動側マグネット20の径方向内側端部よりも径方向外側、かつポールピース25の径方向中央部よりも径方向内側に配置されている。
The
駆動側マグネット20の外周面側に着磁されているので、角度センサ77の位置が駆動側マグネット20の外周面に近いほど駆動側マグネット20の磁束を良好に検出できる。
Since the
駆動側マグネット20の上端は、ポールピース25および固定マグネット40の上端よりも上方に位置していることが好適である。これにより、駆動側マグネット20の上端が角度センサ77に近くなり、角度センサ77近傍における駆動側マグネット20の磁束量が大きくなるので、駆動側マグネット20の磁束を良好に検出できる。
The upper end of the driving
駆動側マグネット20の極数Pinは2である。これにより、駆動側マグネット20が1回転すると角度センサ77が検出する磁束の波形が1周期分できることとなるので、角度センサ77によってシャフト14の回転角度を精度良く検出できる。
The number of poles Pin of the
固定マグネット40と、本体部50の本体円筒部50bとの間には、円筒状の圧力容器58が配置されている。
A
回路部70とモーターケース15との間には補強板59が設けられている。補強板59は、シャフト14の軸受け部分を補強する部材である。補強板59は、回路部70およびモーターケース15に固定されている。図36に示すように、補強板59および回路部70には、シャフト14の軸受け部分が挿入される軸受け穴59a、70aが形成されている。
A reinforcing
圧力容器58および補強板59は、非磁性体で形成されている。これにより、角度センサ77による磁束の検出に、圧力容器58および補強板59が悪影響を及ぼすことを抑制できる。
The
(第19実施形態)
上記第18実施形態では、補強板59は非磁性体で形成されているが、本実施形態では、補強板59は磁性体で形成されており、図37に示すように、補強板59のうち角度センサ77の近傍部位が切り欠かれることによって切欠部59bが形成されている。
Nineteenth Embodiment
In the above-described 18th embodiment, the reinforcing
これにより、補強板59が磁性体で形成されていても、角度センサ77による磁束の検出に補強板59が悪影響を及ぼすことを抑制できる。
This prevents the reinforcing
(第20実施形態)
上記第19実施形態では、補強板59がモーターケース15に固定されているが、本実施形態では、図38に示すように、補強板59が封止板51に固定されている。
(Twenty-first embodiment)
In the nineteenth embodiment, the reinforcing
補強板59は封止板51にボルト80で締結固定されている。具体的には、封止板51の封止上面部51aにボルト固定部51fが形成されている。ボルト固定部51fは、補強板59に向かって突出する円筒形状を有している。ボルト固定部51fには雌ネジ穴51gが形成されている。雌ネジ穴51gには、ボルト80と螺合するネジ溝が形成されている。
The reinforcing
図39は、補強板59をシャフト14の軸方向から見たときの平面図である。図39に示すように、補強板59には、ボルト80が貫通されるボルト孔59cが形成されている。図40は、回路部70の回路基板701をシャフト14の軸方向から見たときの平面図である。図40に示すように、回路基板701には、ボルト固定部51fが貫通される貫通孔701aが形成されている。
Figure 39 is a plan view of the reinforcing
ボルト固定部51f、ボルト孔59cおよび貫通孔701aは多数個ずつ形成されている。本例では、ボルト固定部51f、ボルト孔59cおよび貫通孔701aは3個ずつ形成されている。
There are multiple
図38に示すように、ボルト固定部51fの端面は、補強板59に接触している。ボルト固定部51fの端面が補強板59に接触している。回路基板701は補強板59に固定されている。例えば、回路基板701は、ガラスエポキシ基板である。ガラスエポキシ基板は、ガラス繊維製の布を重ねたものに、エポキシ樹脂を含浸した基材である。
As shown in FIG. 38, the end face of the
本体部50、封止板51および補強板59は、導体かつ磁性体である金属(例えば、鉄系金属やステンレス)で形成されている。したがって、封止板51および補強板59が本体部50と電気的にグランド(GND)に接続されている。
The
回路基板701および補強板59の平面形状は互いに同じであり、本例では本体円筒部50bよりも大きい矩形状になっている。本体部50のうち本体円筒部50bよりも下方側の部位は、外形が角柱状の本体角柱部50cになっている。
The
モーターケース15は、上側ケース15bおよび下側ケース15cを有している。上側ケース15bおよび下側ケース15cは、導電性の材料(例えば、鉄粉が混入された樹脂)で形成されている。
The
上側ケース15bは、有蓋角筒状に形成されている。下側ケース15cは、上部(上側ケース15b側の部位)が角筒形状を有し、下部(本体角柱部50c側の部位)が円筒形状を有している。
The
モーターケース15(本例では、上側ケース15b)は、封止板51と補強板59とを径方向外側から覆うように本体部50に嵌め合わされている。これにより、封止板51と補強板59との間の隙間がモーターケース15によって塞がれている。
The motor case 15 (in this example, the
回路部70は、複数個の回路素子を有している。複数個の回路素子のうち一部の回路素子は、放射ノイズを発生させる回路素子である。本例では、放射ノイズを発生させる回路素子はFETマイコン702である。FETマイコン702は、バッテリの直流電力をスイッチングによって交流電力に変換して出力する。放射ノイズを発生させる回路素子としては、FETマイコン702以外に、コイルを含む電子部品やICチップ等がある。
The
FETマイコン702および他の回路素子703は、回路基板701に半田付けにより接合されている。FETマイコン702は、シャフト14の軸方向から見たときに、補強板59および封止板51と重合する位置に配置されている。
The
FETマイコン702は、QFN(Quad Flat Non-leaded)型素子である。QFN型素子は、リードがない素子である。したがって、図41に示すように、FETマイコン702の端子702aは、回路基板701に挿入されることなく、回路基板701の銅箔パターン701bとの間に挟まれた半田704によって接合される。
The
FETマイコン702のスイッチングは、放射ノイズの発生原因となるが、封止板51、補強板59およびモーターケース15により、FETマイコン702からの放射ノイズを遮断できる。
The switching of the
封止板51および補強板59が本体部50と電気的にグランド(GND)に接続されていることにより、放射ノイズの遮断効果を高めることができる。
The sealing
本体部50、封止板51および補強板59が磁性体で形成されているので、放射ノイズのうち周波数の低い成分の遮断効果を高めることができる。
The
回路基板701は補強板59に固定されており、補強板59は封止板51に固定されており、封止板51は本体部50に固定されている。すなわち、回路基板701は、補強板59および封止板51を介して、強度の高い本体部50に固定されている。
The
これにより、回路基板701と補強板59との固定部であるボルト固定部51fが支点となるので、回路基板701は図42に示すように変形することとなる。すなわち、図42中、二点鎖線で示すように、ボルト固定部51fよりも外側では回路基板701が変形するものの、ボルト固定部51fよりも内側では回路基板701の変形が抑制される。そのため、回路基板701上の半田付けされた部分の応力が低減される。
As a result, the
FETマイコン702は、シャフト14の軸方向から見たときに、貫通孔701a(換言すれば、回路基板701と補強板59とが固定される部位)の仮想外接円C1よりもシャフト14側に配置されている。具体的には、図40中、ハッチングが付された第1範囲A1に配置されている。これにより、回路基板701とFETマイコン702の半田付け部(すなわち半田704)に作用する応力が効果的に低減される。
When viewed from the axial direction of the
より好ましくは、FETマイコン702は、シャフト14の軸方向から見たときに、貫通孔701a同士の間に配置されている。具体的には、図40中、網掛けが付された第2範囲A2に配置されている。これにより、回路基板701とFETマイコン702の半田付け部に作用する応力が一層効果的に低減される。
More preferably, the
本実施形態では、FETマイコン702は、回路基板701のうち封止板51と駆動側マグネット20の軸方向に重なる位置に配置されており、封止板51は導体で形成されている。これにより、駆動側マグネット20の軸方向において、FETマイコン702からの放射ノイズを封止板51によって遮断できる。
In this embodiment, the
本実施形態では、補強板59は導体で形成されており、FETマイコン702は、補強板59と駆動側マグネット20の軸方向に重なる位置に配置されている。これにより、駆動側マグネット20の軸方向において、FETマイコン702からの放射ノイズを補強板59によって遮断できる。
In this embodiment, the reinforcing
本実施形態では、FETマイコン702は、回路基板701に対して封止板51側に面するように配置されている。ケース15は、導体で形成されており、封止板51と回路基板701との間の隙間を駆動側マグネット20の径方向外側から塞いでいる。これにより、駆動側マグネット20の径方向において、FETマイコン702からの放射ノイズをケース15によって遮断できる。
In this embodiment, the
本実施形態では、本体部50は導体で形成されており、封止板51は本体部50に固定されており、封止板51のボルト固定部51fは、封止板51と補強板59とを電気的に接続している。これにより、封止板51および補強板59が本体部50と電気的にグランド(GND)に接続されていることにより、放射ノイズの遮断効果を高めることができる。
In this embodiment, the
本実施形態では、回路基板701は補強板59に固定されており、封止板51は、補強板59が固定された固定部51fを有している。これにより、回路基板701の変形が抑制されるので、回路基板701上の半田付けされた部分の応力を低減できる。
In this embodiment, the
本実施形態では、固定部51fが少なくとも3ヶ所設けられており、FETマイコン702は、回路基板701において第1範囲A1に配置されている。第1範囲A1は、固定部51fの全てに外接する仮想外接円の内側の範囲である。これにより、回路基板701とFETマイコン702の半田付け部(すなわち半田704)に作用する応力が効果的に低減される。
In this embodiment, at least three fixing
(第21実施形態)
上記第20実施形態では、ボルト固定部51fが3個形成されているが、本実施形態では、ボルト固定部51fが2個形成されている。ボルト固定部51fは、シャフト14の周方向に180度間隔で形成されている。
Twenty-first embodiment
In the twentieth embodiment, three
したがって、図43に示すように、補強板59には、ボルト80が貫通されるボルト孔59cが2個形成されており、図44に示すように、回路基板701には、ボルト固定部51fが貫通される貫通孔701aが2個形成されている。
As shown in FIG. 43, the reinforcing
FETマイコン702は、シャフト14の軸方向から見たときに、貫通孔701a同士の間に配置されている。具体的には、図44中、網掛けが付された第2範囲A2に配置されている。これにより、回路基板701とFETマイコン702の半田付け部に作用する応力が効果的に抑制される。
When viewed from the axial direction of the
本実施形態では、固定部51fが2ヶ所設けられており、FETマイコン702は、回路基板701において第2範囲A2に配置されている。第2範囲A2は、固定部51f同士の間の範囲A2である。これにより、回路基板701とFETマイコン702の半田付け部に作用する応力が効果的に抑制される。
In this embodiment, two fixing
(第22実施形態)
上記第1実施形態等のようにモータ部11のステータ12およびロータ13が駆動側マグネット20の内側に配置されていると、モータ部11の磁束と駆動側マグネット20の磁束とが干渉して磁気ギア60bの磁束の流れが悪くなることが起こり得る。
Twenty-second embodiment
If the
この点に鑑みて、本実施形態では、駆動側マグネット20の磁束とモータ部11の磁束との磁気干渉を低減させるための構成を有している。
In consideration of this point, this embodiment has a configuration for reducing magnetic interference between the magnetic flux of the driving
図48に示すように、介在部材21は、モータ部バックヨーク21aとロータカップ21bとを有している。モータ部バックヨーク21aは円筒状であり、ロータ13と駆動側マグネット20との間に、ロータ13および駆動側マグネット20と同軸上に配置されている。ロータカップ21bはモータ部バックヨーク21aを駆動側マグネット20の軸方向一端側(図48では下方側)から塞いでいる。モータ部バックヨーク21aおよびロータカップ21bは磁性体で形成されている。
As shown in FIG. 48, the
図48では、図示の都合上、モーターケース15、封止板51、バックヨーク56等の図示を省略している。
For ease of illustration, the
駆動側マグネット20の軸方向、すなわち図48の上下方向において、駆動側マグネット20、ポールピース25および固定マグネット40の下端位置Bmgは、ステータ12、ロータ13およびモータ部バックヨーク21aの下端位置Bmtよりも下方側になっている。
In the axial direction of the driving
これにより、図49に示すように、駆動側マグネットの磁束Mmgがモータ部11の磁束Mmtを下方側に避けるように流れるので、磁気干渉を低減させて性能を改善できる。
As a result, as shown in Figure 49, the magnetic flux Mmg of the drive magnet flows downward to avoid the magnetic flux Mmt of the
駆動側マグネット20の軸方向、すなわち図48の上下方向において、駆動側マグネット20、ポールピース25および固定マグネット40の上端位置Umgは、ステータ12、ロータ13およびモータ部バックヨーク21aの上端位置Umtよりも下方側になっている。
In the axial direction of the driving
これにより、図49に示すように、駆動側マグネットの磁束Mmgがモータ部11の磁束Mmtを下方側にさらに避けるように流れるので、磁気干渉をさらに低減させて性能をさらに改善できる。
As a result, as shown in FIG. 49, the magnetic flux Mmg of the drive magnet flows further downward to avoid the magnetic flux Mmt of the
換言すれば、駆動側マグネット20の軸方向、すなわち図48の上下方向において、駆動側マグネット20、ポールピース25および固定マグネット40の中央位置は、ステータ12、ロータ13およびモータ部バックヨーク21aの中央位置Umtよりも下方側になっているので、駆動側マグネットの磁束Mmgがモータ部11の磁束Mmtを下方側にさらに避けるように流れて磁気干渉を低減させることができる。
In other words, in the axial direction of the driving
駆動側マグネット20の軸方向、すなわち図49の上下方向におけるロータカップ21bの厚さTrcは、駆動側マグネット20の径方向、すなわち図49の左右方向におけるモータ部バックヨーク21aの厚さTbyよりも大きくなっている。
The thickness Trc of the
これにより、図49に示すように、駆動側マグネットの磁束Mmgがモータ部11の磁束Mmtをロータカップ側に避けるように流れやすくなるので、磁気干渉を低減させて性能を改善できる。
As a result, as shown in Figure 49, the magnetic flux Mmg of the drive magnet is more likely to flow toward the rotor cup side, avoiding the magnetic flux Mmt of the
(他の実施形態)
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。
Other Embodiments
Although the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
(1)上記実施形態では、封止円筒部51bと封止底面部51cとの境界部である角部が所定の曲率半径で丸められた形状になっているが、封止円筒部51bと封止底面部51cとの境界部である角部が直角になっていてもよい。
(1) In the above embodiment, the corners at the boundary between the sealing
(2)上記実施形態では、ポールピース25の軸方向長さLpが固定マグネット40の軸方向長さL2よりも短く、固定マグネット40の軸方向長さL2が駆動側マグネット20の軸方向長さL1よりも長くなっているが、ポールピース25の軸方向長さLpと固定マグネット40の軸方向長さL2とが互いに同じになっていてもよい。駆動側マグネット20の軸方向長さL1と固定マグネット40の軸方向長さL2とが互いに同じになっていてもよい。
(2) In the above embodiment, the axial length Lp of the
(3)上記実施形態では、封止板51は一体成形されているが、封止板51は少なくとも封止円筒部51bが単一の部材で形成されていれば耐圧性を確保したまま封止円筒部51bを薄肉化できるので、磁気抵抗を低減できる。
(3) In the above embodiment, the sealing
(4)上記実施形態では、固定マグネット40はバックヨーク56を介して本体円筒部50bの内周面に固定されているが、固定マグネット40は、本体円筒部50bの内周面に直接固定されていてもよい。
(4) In the above embodiment, the fixed
(5)上記実施形態では、第1膨張弁113は車両に縦置き配置されているが、第1膨張弁113は車両に横置き配置されていてもよい。横置き配置とは、弁体48の軸方向が車両前後左右方向と略平行となるような配置のことである。第1膨張弁113は、上記第1実施形態に対して上下逆に配置されていてもよい。
(5) In the above embodiment, the
(6)上記実施形態では、軸合わせ部15aがモーターケース15と一体となっていたが、軸合わせ部が筐体50、封止板51と一体となっており、モータケースがねじ止めなどで固定されてもよい。
(6) In the above embodiment, the
(7)上述した実施形態においては、図12に示すフローチャートに従って、車両の起動時、車両用空調装置の起動時、及び空調運転中に、ロック判定条件を満たすか否かを判定することで、ポールピース25等のロックの発生を常時監視している。
(7) In the above-described embodiment, the occurrence of locking of the
しかしながら、ロック判定制御及びロック判定条件に関する判定タイミングは、上述したタイミングに限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、図5に示すフローチャートに替えて、図45に示すフローチャートを実行するように構成しても良い。 However, the timing of the lock determination control and the determination of the lock determination condition is not limited to the above-mentioned timing and can be changed as appropriate. For example, instead of the flowchart shown in FIG. 5, the flowchart shown in FIG. 45 can be executed.
図45に示すように、先ず、ステップS21にて、エラー発生信号を受信したか否かが判定される。エラー発生信号を受信した場合、ステップS22に進み、エラー発生信号を受信していない場合、そのまま、図45に示すロック判定制御を終了する。 As shown in FIG. 45, first, in step S21, it is determined whether or not an error occurrence signal has been received. If an error occurrence signal has been received, the process proceeds to step S22, and if an error occurrence signal has not been received, the lock determination control shown in FIG. 45 is terminated.
ここで、エラー発生信号とは、外部に配置された制御装置から出力される制御信号であって、動力伝達装置1の動作にエラーがあると考えられる場合に出力される。例えば、車両用空調装置の冷凍サイクルにおける冷媒温度や冷媒圧力が明らかな異常値を示していた場合、車両用空調装置の空調制御装置は、エラー発生信号を出力する。
The error occurrence signal is a control signal output from an externally placed control device, and is output when it is believed that there is an error in the operation of the
ステップS22では、動力伝達装置1の動作をチェックする為、モータ部11を駆動させる。この時、ステップS2等と同様に、ロータ13を一定回転で作動させる。ステップS23においては、ステップS22におけるモータ部11の駆動で出力される出力信号(例えば、入力電流)に対する信号分析処理が行われる。信号分析処理の内容は、ステップS3等と同様であり、出力信号に対する周波数分析が行われる。
In step S22, the
ステップS24に移行すると、ロック判定条件を満たすか否かが判定される。ロック判定条件を満たす場合は、ポールピース25等が固着したロック状態であると判定し、ステップS25にてロック発生信号を出力する。
When the process proceeds to step S24, it is determined whether or not the lock determination condition is met. If the lock determination condition is met, it is determined that the
ロック判定条件を満たしていない場合、ステップS26において、駆動側マグネット20及びポールピース25が回転可能な標準状態であると判定して、正常信号を出力する。正常信号は、駆動側マグネット20及びポールピース25が一体的に回転する標準状態であることを示す。
If the lock determination condition is not met, in step S26, it is determined that the
図45に示す変形例に係るロック判定制御では、外部からのエラー発生信号の受信を契機として、モータ部11の駆動、周波数分析、ロック判定条件に関する判定を行う構成である。この為、変形例に係る動力伝達装置1は、適切なタイミングでポールピース25等のロックが発生しているかを判定することができる。又、常時監視する構成と比較して、ロック判定部71の処理負担を軽減することができる。
The lock determination control according to the modified example shown in FIG. 45 is configured to drive the
(8)上記実施形態では、動力伝達装置1は蒸気圧縮式冷凍サイクルの膨張弁に適用されているが、図46、図47に示すように、動力伝達装置1は流量調整弁200や小型ポンプ300等の回転機械にも適用可能である。
(8) In the above embodiment, the
流量調整弁200は、動力伝達装置1によって伝達された駆動力によって弁体201を所定角度回転させて流路202の開度を調整することによって、流路202における流体の流量を調整する。
The flow
小型ポンプ300は、動力伝達装置1によって伝達された駆動力によってインペラ301を連続的に回転させて流体を吸入して送出する。
The
(9)上記第20実施形態では、補強板59は封止板51にボルト80で締結固定されているが、補強板59は封止板51にリベット、カシメ、溶接等によって固定されていてもよい。
(9) In the above 20th embodiment, the reinforcing
15 モーターケース(筐体)
20 駆動側マグネット
25 ポールピース
40 固定マグネット
50 本体部(筐体)
51 封止板(封止部材)
51b 封止円筒部
51c 封止底面部
113a 駆動側空間
113b 従動側空間
15 Motor case (housing)
20
51 Sealing plate (sealing member)
51b Sealed
Claims (46)
前記駆動側マグネットを収容する筐体(15、50)と、
前記駆動側マグネットよりも極数が多く、前記筐体に固定されている固定マグネット(40)と、
複数の磁性体部(25a)を有し、前記駆動側マグネットと前記固定マグネットとの間で磁束を変調させることによって回転するポールピース(25)と、
前記筐体の内部を、前記駆動側マグネットが配置されている側の駆動側空間(113a)と、前記固定マグネットおよび前記ポールピースが配置されている側の従動側空間(113b)とに区画し、前記駆動側空間と前記従動側空間との間で流体を封止する封止部材(51)と、を備え、
前記ポールピースおよび前記固定マグネットは、円筒状であり、前記駆動側マグネットに対して同軸上かつ径方向外側に配置されており、
前記封止部材は、前記駆動側マグネットに対して径方向外側に位置する封止円筒部(51b)と、前記封止円筒部を前記駆動側空間側から塞ぐ封止底面部(51c)とを有している動力伝達装置。 A rotating drive magnet (20) having multiple poles;
A housing (15, 50) that houses the driving side magnet;
A fixed magnet (40) having a larger number of poles than the driving magnet and fixed to the housing;
a pole piece (25) having a plurality of magnetic portions (25a) and rotating by modulating magnetic flux between the driving magnet and the fixed magnet;
a sealing member (51) that divides the inside of the housing into a driving-side space (113a) on the side where the driving-side magnet is arranged and a driven-side space (113b) on the side where the fixed magnet and the pole piece are arranged, and seals a fluid between the driving-side space and the driven-side space,
The pole piece and the fixed magnet are cylindrical and disposed coaxially and radially outwardly of the driving magnet,
The sealing member has a cylindrical sealing portion (51b) located radially outward from the drive-side magnet, and a bottom sealing portion (51c) that closes the cylindrical sealing portion from the drive-side space side.
Npp=(Pin+Pf)/2
の関係になっている請求項1に記載の動力伝達装置。 The number (Npp) of the magnetic body portions (25a) is, relative to the number of poles (Pin) of the drive magnet and the number of poles (Pf) of the fixed magnet,
Npp=(Pin+Pf)/2
2. The power transmission device according to claim 1, wherein the relationship is:
さらに、磁性体で円筒状に形成され、前記筐体円筒部の内周面に固定されたバックヨーク(56)を備え、
前記固定マグネットは、前記バックヨークの内周面に固定されている請求項1または2に記載の動力伝達装置。 The housing has a cylindrical housing portion (50b) that surrounds the driving side magnet, the fixed magnet, and the pole piece from the radially outer side,
Further, a back yoke (56) is provided which is made of a magnetic material and has a cylindrical shape and is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the housing,
3. The power transmission device according to claim 1, wherein the fixed magnet is fixed to an inner peripheral surface of the back yoke.
前記固定マグネットは、前記筐体円筒部の内周面に固定されている請求項1または2に記載の動力伝達装置。 The housing has a cylindrical housing portion (50b) that surrounds the driving side magnet, the fixed magnet, and the pole piece from the radially outer side,
3. The power transmission device according to claim 1, wherein the fixed magnet is fixed to an inner circumferential surface of the cylindrical portion of the housing.
前記駆動側マグネットの軸方向において、前記ポールピースのうち前記軸受部材の反対側の端部は、前記駆動側マグネットのうち前記軸受部材の反対側の端部と前記固定マグネットのうち前記軸受部材の反対側の端部とを結ぶ仮想線(lv)よりも前記軸受部材の反対側に位置している請求項1ないし5のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 A bearing member (49) is provided to rotatably support the pole piece relative to the housing,
A power transmission device as described in any one of claims 1 to 5, wherein, in the axial direction of the driving side magnet, the end of the pole piece opposite the bearing member is located on the opposite side of the bearing member relative to a virtual line (lv) connecting the end of the driving side magnet opposite the bearing member and the end of the fixed magnet opposite the bearing member.
前記駆動側マグネット、前記固定マグネットおよび前記ポールピースを径方向外側から囲む円筒状の筐体円筒部(50b)と、
前記筐体円筒部に固定され、前記駆動側マグネットを前記ポールピースと軸合わせするための軸合わせ部(15a)とを有している請求項1ないし9のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The housing includes:
A cylindrical housing portion (50b) that surrounds the driving side magnet, the fixed magnet, and the pole piece from the radial outside;
10. The power transmission device according to claim 1, further comprising an axis alignment portion (15a) fixed to the cylindrical portion of the housing for axially aligning the driving magnet with the pole piece.
前記封止上面部、前記封止円筒部および前記封止底面部は、単一の非磁性体部材で形成されている請求項1ないし10のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The sealing member has a sealing upper surface portion (51 a) extending radially outward from an end portion of the sealing cylindrical portion opposite to the sealing bottom surface portion,
11. The power transmission device according to claim 1, wherein the upper sealing portion, the cylindrical sealing portion and the bottom sealing portion are formed from a single non-magnetic member.
前記封止底面部は、前記出力軸を回転可能に支持する従動側軸受け部(51e)を有している請求項1ないし12のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 An output shaft (41) that rotates integrally and coaxially with the pole piece,
13. The power transmission device according to claim 1, wherein the sealed bottom portion has a driven-side bearing portion (51e) that rotatably supports the output shaft.
前記封止底面部は、前記入力軸を回転可能に支持する駆動側軸受け部(51d)を有している請求項1ないし13のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 An input shaft (14) that rotates coaxially with the driving magnet,
14. The power transmission device according to claim 1, wherein the sealed bottom portion has a drive-side bearing portion (51d) that rotatably supports the input shaft.
前記従動側空間は、前記冷媒が存在する空間である請求項1ないし14のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The pole piece drives a valve body (48) of an expansion valve (113) that reduces pressure and expands the refrigerant in a vapor compression refrigeration cycle (110).
15. The power transmission device according to claim 1, wherein the driven-side space is a space in which the refrigerant exists.
前記従動側空間は、前記流体が存在する空間である請求項1ないし14のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The pole piece is adapted to drive a valve body (201) of a flow rate control valve (200) that controls the flow rate of a fluid,
15. The power transmission device according to claim 1, wherein the driven-side space is a space in which the fluid exists.
前記従動側空間は、前記流体が存在する空間である請求項1ないし14のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The pole piece is adapted to drive an impeller (301) of a pump (300) for moving a fluid;
15. The power transmission device according to claim 1, wherein the driven-side space is a space in which the fluid exists.
前記駆動側マグネットの動作に関する回転負荷の変動を用いて、前記ポールピースのロックが発生しているか否かを判定するロック判定部(71)と、を備える請求項1ないし18のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 a motor unit (11) that outputs a driving force for rotating the driving side magnet by electromagnetic force;
A power transmission device according to any one of claims 1 to 18, further comprising a lock determination unit (71) that determines whether or not the pole piece is locked by using a fluctuation in rotational load related to the operation of the drive side magnet.
前記ロック判定部は、前記三相モータの駆動電流に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数(fs)の前記駆動電流が基準値を超えた場合、前記ポールピースのロックが発生していると判定する請求項19ないし21のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The motor unit is a three-phase motor (11a),
22. The power transmission device according to claim 19, wherein the lock determination unit performs a frequency analysis on a drive current of the three-phase motor, and determines that a lock of the pole piece has occurred when the drive current of a predetermined specific frequency (fs) exceeds a reference value.
前記ロック判定部は、前記直流モータの駆動電流に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数(fs)の前記駆動電流が基準値を超えた場合、前記ポールピースのロックが発生していると判定する請求項19ないし21のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The motor section is a DC motor (11c) having a commutator and brushes,
22. The power transmission device according to claim 19, wherein the lock determination unit performs a frequency analysis on a drive current of the DC motor, and determines that a lock of the pole piece has occurred when the drive current of a predetermined specific frequency (fs) exceeds a reference value.
予め定められた三角波と前記回転負荷の変動に連動して定められる判定電圧の関係から、前記三相モータにおけるオン時間とオフ時間の比であるデューティー比を特定する為の三相インバータ回路(72)を有し、
前記ロック判定部は、前記回転負荷の変動に連動して変化する前記判定電圧に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数(fs)の前記判定電圧が基準値を超えた場合に、前記ポールピースのロックが発生していると判定する請求項19ないし21のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The motor unit is a three-phase motor (11a),
a three-phase inverter circuit (72) for determining a duty ratio, which is a ratio of an on time to an off time in the three-phase motor, from a relationship between a predetermined triangular wave and a determination voltage determined in conjunction with a fluctuation in the rotation load;
22. The power transmission device according to claim 19, wherein the lock determination unit performs a frequency analysis on the determination voltage, which changes in conjunction with a fluctuation in the rotation load, and determines that a lock of the pole piece has occurred when the determination voltage at a predetermined specific frequency (fs) exceeds a reference value.
前記ロック判定部は、前記三相モータにおけるいずれか一相の電流に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数(fsa、fsb)の前記一相の電流が基準値を超えた場合、前記ポールピースのロックが発生していると判定する請求項19ないし21のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The motor unit is a three-phase motor (11a),
22. The power transmission device according to claim 19, wherein the lock determination unit performs a frequency analysis on a current of any one of the phases in the three-phase motor, and determines that a lock of the pole piece has occurred when the current of the one phase at a predetermined specific frequency (fsa, fsb) exceeds a reference value.
前記ロック判定部は、前記三相モータのいずれか二相に関する線間電圧に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数(fsa、fsb)の前記線間電圧が基準値を超えた場合、前記ポールピースのロックが発生していると判定する請求項19ないし21のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The motor unit is a three-phase motor (11a),
22. The power transmission device according to claim 19, wherein the lock determination unit performs a frequency analysis on the line voltages for any two phases of the three-phase motor, and determines that the pole piece is locked when the line voltages at predetermined specific frequencies (fsa, fsb) exceed a reference value.
前記ロック判定部は、前記加速度センサで検出された前記加速度に対する周波数分析を行い、予め定められた特定周波数(fs)の前記加速度の変化が基準値を超えた場合、前記ポールピースのロックが発生していると判定する請求項19ないし21のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 an acceleration sensor (73d) for detecting acceleration caused by vibration accompanying fluctuations in the rotation load;
22. The power transmission device according to claim 19, wherein the lock determination unit performs a frequency analysis on the acceleration detected by the acceleration sensor, and determines that a lock of the pole piece has occurred when a change in the acceleration at a predetermined specific frequency (fs) exceeds a reference value.
前記スロットは、各相に複数個ずつ設けられており、
前記駆動側マグネットによって前記コイルに生じる誘起電圧が各相で相殺されるように前記駆動側マグネットが構成されている請求項1ないし28のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The motor unit (11) includes a stator (12) having slots around which coils (12a) are wound, and a rotor (13) having a magnet and rotating therewith, and drives the drive-side magnet by the rotor;
The slots are provided in a plurality for each phase,
29. The power transmission device according to claim 1, wherein the driving side magnet is configured so that induced voltages generated in the coil by the driving side magnet are offset in each phase.
前記スロットは、各相に複数個ずつ設けられていて、前記ロータの周方向に均等に配置されており、
前記スロットのいずれにおいても、前記コイルの巻き方向が同一方向になっており、
前記駆動側マグネットの複数の極(20n、20s)は、前記ロータの周方向に均等に配置されており、
前記駆動側マグネットの極対数が、各相のスロット数の倍数と異なっている請求項1ないし28のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The motor unit (11) includes a stator (12) having slots around which coils (12a) are wound, and a rotor (13) having a magnet and rotating, and drives the drive magnet by the rotor.
The slots are provided in a plurality for each phase and are evenly arranged in the circumferential direction of the rotor,
The winding direction of the coil is the same in each of the slots,
The plurality of poles (20n, 20s) of the driving side magnet are evenly arranged in the circumferential direction of the rotor,
29. A power transmission device according to claim 1, wherein the number of pole pairs of the drive magnet is different from a multiple of the number of slots of each phase.
前記スロットは、各相に複数個ずつ設けられていて、前記ロータの周方向に均等に配置されており、
前記スロットは、各相において、前記コイルの巻き方向が右巻きのものと左巻きのものとが互いに同数になっており、
前記駆動側マグネットの複数の極(20n、20s)は、前記ロータの周方向に均等に配置されており、
前記駆動側マグネットの極対数が、各相のスロット数の半分の奇数倍と異なっている請求項1ないし28のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The motor unit (11) includes a stator (12) having slots around which coils (12a) are wound, and a rotor (13) having a magnet and rotating, and drives the drive magnet by the rotor.
The slots are provided in a plurality for each phase and are evenly arranged in the circumferential direction of the rotor,
The number of slots in each phase is equal to the number of slots in which the coil is wound right-handed and left-handed,
The plurality of poles (20n, 20s) of the driving side magnet are evenly arranged in the circumferential direction of the rotor,
29. A power transmission device according to claim 1, wherein the number of pole pairs of the drive magnet is different from an odd multiple of half the number of slots of each phase.
前記駆動側マグネットは円筒状であり、
前記ステータおよび前記ロータは、前記駆動側マグネットの内側に配置されている請求項1ないし28のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 The motor unit (11) includes a stator (12) having a coil (12a) and a rotor (13) having a magnet and rotating, and drives the drive-side magnet by the rotor.
The driving magnet is cylindrical.
29. The power transmission device according to claim 1, wherein the stator and the rotor are disposed inside the driving side magnet.
前記駆動側マグネットは円筒状であり、
前記ステータは前記駆動側マグネットの内側に配置されていて、前記駆動側マグネットをロータとして回転させる請求項1ないし28のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 A stator (12) having a coil (12a),
The driving magnet is cylindrical.
29. The power transmission device according to claim 1, wherein the stator is disposed inside the driving side magnet and rotates the driving side magnet as a rotor.
前記回路基板のうち前記封止部材と前記駆動側マグネットの軸方向に重なる位置に配置され、放射ノイズを発生させる回路素子(702)とを備え、
前記封止部材は導体で形成されている請求項1ないし36のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 a circuit board (701) arranged in the driving-side space at a position overlapping the sealing member and the driving-side magnet in the axial direction;
a circuit element (702) that is disposed at a position on the circuit board that overlaps with the sealing member and the driving side magnet in the axial direction and generates radiation noise;
37. A power transmission device according to claim 1, wherein the sealing member is made of a conductor.
前記駆動側空間において前記回路基板に対して前記封止部材と反対側に配置され、前記入力軸の軸受け部分を補強する補強板(59)とを備え、
前記補強板は導体で形成されており、
前記回路素子は、前記補強板と前記駆動側マグネットの軸方向に重なる位置に配置されている請求項37に記載の動力伝達装置。 an input shaft (14) that is disposed in the drive-side space and rotates coaxially with the drive-side magnet;
a reinforcing plate (59) disposed on the opposite side of the sealing member with respect to the circuit board in the drive-side space and reinforcing a bearing portion of the input shaft,
the reinforcing plate is made of a conductor,
38. The power transmission device according to claim 37, wherein the circuit element is disposed at a position overlapping with the reinforcing plate and the driving-side magnet in the axial direction.
前記本体部は導体で形成されており、
前記封止部材は前記本体部に固定されており、
前記封止部材は、前記補強板が固定された固定部(51f)を有しており、
前記固定部は、前記封止部材と前記補強板とを電気的に接続している請求項38に記載の動力伝達装置。 The housing has a main body portion (50) that forms the driven-side space and a case (15) that forms the driving-side space,
The main body is made of a conductor,
The sealing member is fixed to the body portion,
The sealing member has a fixing portion (51f) to which the reinforcing plate is fixed,
39. The power transmission device according to claim 38, wherein the fixing portion electrically connects the sealing member and the reinforcing plate.
前記筐体は、前記従動側空間を形成する本体部(50)と、前記駆動側空間を形成するケース(15)とを有しており、
前記ケースは、導体で形成され、前記封止部材と前記回路基板との間の隙間を前記駆動側マグネットの径方向外側から塞いでいる請求項37ないし39のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 the circuit element is disposed on the circuit board so as to face the sealing member side,
The housing has a main body portion (50) that forms the driven-side space and a case (15) that forms the driving-side space,
40. The power transmission device according to claim 37, wherein the case is made of a conductor and closes the gap between the sealing member and the circuit board from the radial outside of the drive-side magnet.
前記駆動側空間において前記入力軸の軸受け部分を補強する補強板(59)と、
前記駆動側空間において前記封止部材と向かい合うように配置され、前記補強板に固定された回路基板(701)と、
前記回路基板に半田(704)によって接合された回路素子(702)と備え、
前記封止部材は、前記補強板が固定された固定部(51f)を有している請求項1ないし36のいずれか1つに記載の動力伝達装置。 an input shaft (14) that is disposed in the drive-side space and rotates coaxially with the drive-side magnet;
A reinforcing plate (59) that reinforces a bearing portion of the input shaft in the drive-side space;
a circuit board (701) disposed in the drive-side space so as to face the sealing member and fixed to the reinforcing plate;
A circuit element (702) joined to the circuit board by solder (704),
37. The power transmission device according to claim 1, wherein the sealing member has a fixing portion (51f) to which the reinforcing plate is fixed.
前記回路素子は、前記回路基板において、前記固定部の全てに外接する仮想外接円の内側の範囲(A1)に配置されている請求項41に記載の動力伝達装置。 The fixing portion is provided in at least three places,
42. The power transmission device according to claim 41, wherein the circuit elements are arranged on the circuit board within an inner range (A1) of an imaginary circumscribing circle that circumscribes all of the fixed portions.
前記回路素子は、前記回路基板において、前記固定部同士の間の範囲(A2)に配置されている請求項41に記載の動力伝達装置。 The fixing portion is provided in at least two places,
The power transmission device according to claim 41, wherein the circuit element is disposed in a range (A2) between the fixing portions on the circuit board.
前記モータ部バックヨークおよび前記ロータカップは磁性体で形成されており、
前記駆動側マグネットの軸方向において、前記駆動側マグネット、前記ポールピースおよび前記固定マグネットの前記軸方向一端側における端部の位置(Bmg)は、前記ステータ、前記ロータおよび前記モータ部バックヨークの前記軸方向一端側における端部の位置(Bmt)よりも前記モータ部から離れた側にある請求項35に記載の動力伝達装置。 the intermediate member has a cylindrical motor section back yoke (21 a) disposed between the rotor and the driving-side magnet, and a rotor cup (21 b) that closes the back yoke from one axial end side of the driving-side magnet,
the motor back yoke and the rotor cup are made of a magnetic material,
A power transmission device as described in claim 35, wherein, in the axial direction of the driving side magnet, the end position (Bmg) of the driving side magnet, the pole piece and the fixed magnet at one axial end side is located farther from the motor unit than the end positions (Bmt) of the stator, the rotor and the motor unit back yoke at one axial end side.
前記駆動側マグネットの軸方向における前記ロータカップの厚さ(Trc)は、前記駆動側マグネットの径方向における前記モータ部バックヨークの厚さ(Tby)よりも大きくなっている請求項35に記載の動力伝達装置。 the intermediate member has a cylindrical motor back yoke (21 a) disposed between the rotor and the drive-side magnet, and a rotor cup (21 b) that closes the motor back yoke from one axial end side of the drive-side magnet,
36. The power transmission device according to claim 35, wherein a thickness (Trc) of the rotor cup in the axial direction of the drive side magnet is greater than a thickness (Tby) of the motor unit back yoke in the radial direction of the drive side magnet.
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