(57)【要約】【課題】外乱による位置検出精度の劣化がなく、かつ、低コストの回転位置検出装置を提供する。【解決手段】回転プレート１８は、ロータ２の界磁極に対応して放射状の形状を有し、シャフト８の一端に固定されてロータ２と連動して回転する。ロータ２は、界磁コイル４を含み、界磁コイル４に界磁電流を流すことによってシャフト８、回転プレート１８、ステータ６、およびシャフト８の他端へと流れる漏洩磁束が発生する。磁気センサ２０は、回転プレート１８とステータ６との間において回転プレート１８に近接して配置され、回転プレート１８から出力される漏洩磁束を検出し、これに基づいてロータ２の位置信号を出力する。【選択図】        図１
2004222418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁コイルを含み、前記界磁コイルに界磁電流を流すことによって形成される界磁極を有する回転子を備える回転機の回転位置検出装置であって、
前記界磁コイルによって発生される第１の漏洩磁束を前記回転子と異なる部材を介して受け、前記第１の漏洩磁束に基づいて前記界磁極の位置を示す第２の漏洩磁束を生成する磁極生成部と、
前記磁極生成部から出力される前記第２の漏洩磁束を検出し、前記第２の漏洩磁束の大きさに応じたレベルの信号を出力する磁気検出素子とを備える、回転機の回転位置検出装置。
【請求項２】
前記磁極生成部は、前記界磁極に対応した放射状の形状を有し、前記第１の漏洩磁束に対して前記界磁極に対応した磁束密度の強弱をつけて前記第２の漏洩磁束を放射状に出力する、請求項１に記載の回転機の回転位置検出装置。
【請求項３】
前記磁極生成部は、前記界磁極に対応して放射状に異なる透磁率を有し、前記第１の漏洩磁束に対して前記界磁極に対応した磁束密度の強弱をつけて前記第２の漏洩磁束を放射状に出力する、請求項１に記載の回転機の回転位置検出装置。
【請求項４】
前記磁気検出素子は、前記回転子および前記回転機の固定電機子から前記信号のＳ／Ｎ比が所定値を超える距離を少なくとも有し、かつ、前記磁極生成部から出力される前記漏洩磁束が前記磁極生成部の半径方向において最大となる位置に設けられる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転機の回転位置検出装置。
【請求項５】
前記磁気検出素子は、前記回転子および前記回転機の固定電機子から前記信号のＳ／Ｎ比が所定値を超える距離を少なくとも有し、かつ、前記磁極生成部と前記固定電機子の間に設けられる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転機の回転位置検出装置。
【請求項６】
前記磁気検出素子は、前記回転機を制御する回転機制御装置に含まれる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転機の回転位置検出装置。
【請求項７】
前記磁極生成部は、前記部材に固定された回転プレートであり、
前記回転プレートは、放射状に着磁される、請求項２に記載の回転機の回転位置検出装置。
【請求項８】
前記磁極生成部は、前記部材に固定された回転プレートであり、
前記回転プレートは、前記回転子側の面から前記回転子と反対側の面に向かって着磁される、請求項２に記載の回転機の回転位置検出装置。
【請求項９】
前記磁極生成部は、
前記界磁極に対応した放射状の形状を有する第１の部位と、
放射状に着磁され、前記第１の部位に放射状に磁束を流す第２の部位とを含む、請求項２に記載の回転機の回転位置検出装置。
【請求項１０】
前記第２の部位は、前記部材に固定され、
前記第１の部位は、前記第２の部位の外周に設けられる、請求項９に記載の回転機の回転位置検出装置。
【請求項１１】
前記第１の部位は、前記部材に固定され、
前記第２の部位は、前記第１の部位の前記回転子側の面に隣接して前記部材に固定される、請求項９に記載の回転機の回転位置検出装置。
【請求項１２】
前記部材は、前記回転機の回転軸である、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の回転機の回転位置検出装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の回転位置検出装置を備えた回転機。
【請求項１４】
前記回転軸は、前記回転子から前記磁極生成部へ向かう方向に着磁される、請求項１２に記載の回転位置検出装置を備えた回転機。
【請求項１５】
前記部材は、前記回転機の回転軸であり、
前記磁極生成部は、前記回転軸の少なくとも一端において前記界磁極に対応した放射状の形状を有するように加工された部分である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転位置検出装置を備えた回転機。
【請求項１６】
前記回転軸は、前記回転子から前記磁極生成部へ向かう方向に着磁される、請求項１５に記載の回転機。
【請求項１７】
固定電機子と、
一端から他端に向かって着磁された回転軸と、
磁極を有する回転子と、
回転位置検出装置とを備え、
前記回転位置検出装置は、
前記回転軸によって発生される第１の磁束を受け、前記第１の磁束に基づいて前記回転子の磁極の位置を示す第２の磁束を生成する磁極生成部と、
前記磁極生成部から出力される前記第２の磁束を検出し、前記第２の磁束の大きさに応じたレベルの信号を出力する磁気検出素子とを含む、回転機。
【請求項１８】
前記磁極生成部は、前記界磁極に対応した放射状の形状を有し、前記第１の磁束に対して前記界磁極に対応した磁束密度の強弱をつけて前記第２の磁束を放射状に出力する、請求項１７に記載の回転機。
【請求項１９】
前記磁極生成部は、前記回転軸の前記他端に固定された回転プレートである、請求項１８に記載の回転機。
【請求項２０】
前記磁極生成部は、前記回転軸の少なくとも前記他端において前記界磁極に対応した放射状の形状を有するように加工された部分である、請求項１８に記載の回転機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転機の回転位置検出装置、およびそれを備えた回転機に関し、特に、磁気検出素子によって回転子の位置を検出する回転機の回転位置検出装置、およびそれを備えた回転機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転子（以下、「ロータ」とも称する。）に界磁コイルまたは永久磁石を備え、ロータにおいて発生する磁界の回転軸と垂直方向の成分と、固定電機子（以下、「ステータ」とも称する。）において発生する回転磁界との磁気作用によって回転する回転機における回転位置検出装置としては、従来より、ロータに近接して磁気センサを配置し、ロータから直接発生する磁束、またはセンシング用にロータに設けられた磁性体片からの磁束を直接検出してロータの回転位置を検出する方法が知られている。
【０００３】
そして、特開２００２−３４２７８号公報には、ロータが永久磁石で構成される永久磁石モータにおいて、磁気センサをロータに近接して配置することによりステータから受ける外乱磁界の影響を補正する方法が開示されている（特許文献１）。
【０００４】
また、特開２００２−３４２７８号公報には、電動機の出力軸に取付けられた磁性体の補助歯車と、その補助歯車に近接するように設けられた磁気センサとを備え、その磁気センサによって磁性体である補助歯車から発生する磁束の変化を検出してロータの回転位置を検出する方法も開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３４２７８号公報明細書
【０００６】
【特許文献２】
特開平１−１３３５９４号公報明細書
【０００７】
【特許文献３】
特開２００１−３０９６１８号公報明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロータに近接して磁気センサを配置し、ロータから直接発生する磁束、またはセンシング用にロータに設けられた磁性体片からの磁束を直接検出する方法は、磁気センサがモータに近接して配置されるため、ステータにおいて発生する磁界や、ステータやロータのコイル発熱等による外乱の影響を大きく受ける。
【０００９】
特開２００２−３４２７８号公報において開示された手法は、永久磁石型モータにおいて、上述のような場合に、磁気センサが検出した位置に対してステータ電流による位置補正を行なうが、回転子に界磁コイルを有する界磁巻線型モータに用いた場合には、界磁電流の大きさによって外乱磁界の大きさも変化し、また、ステータだけでなくロータのコイル発熱の影響も受ける。したがって、上記手法を特に界磁巻線型モータに用いた場合には、位置検出精度が劣化するおそれがあり、また、上述のような多種にわたる外乱を想定して検出位置の補正を行なうとすれば、高度かつ複雑な演算処理が必要となり、その結果、コストが増大する。
【００１０】
また、ロータに近接して磁気センサを配置する場合、磁気センサによるセンシングを可能にするため、上述したようにロータにセンシング用の磁性体片を設けたり、また、界磁巻線型モータでは、界磁巻線の形状を変更したりする必要がある。したがって、センシング用にロータにおいて何らかの改造が必要であり、その結果、コストが増加する。
【００１１】
一方、センシング用の磁性体片を設けない場合には、界磁巻線型モータでは、界磁電流が０のとき、または、モータが停止しているときは、ロータから磁界が発生せず、停止位置を検出することができない。
【００１２】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、外乱による位置検出精度の劣化がなく、かつ、低コストの回転位置検出装置を提供することである。
【００１３】
また、この発明の別の目的は、外乱による位置検出精度の劣化がなく、かつ、停止位置の検出を可能とする回転位置検出装置を提供することである。
【００１４】
さらに、この発明の別の目的は、外乱による位置検出精度の劣化がなく、かつ、低コストの回転位置検出装置を備えた回転機を提供することである。
【００１５】
また、さらに、この発明の別の目的は、外乱による位置検出精度の劣化がなく、かつ、停止位置の検出を可能とする回転位置検出装置を備えた回転機を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、回転機の回転位置検出装置は、界磁コイルを含み、界磁コイルに界磁電流を流すことによって形成される界磁極を有する回転子を備える回転機の回転位置検出装置であって、界磁コイルによって発生される第１の漏洩磁束を回転子と異なる部材を介して受け、第１の漏洩磁束に基づいて界磁極の位置を示す第２の漏洩磁束を生成する磁極生成部と、磁極生成部から出力される第２の漏洩磁束を検出し、第２の漏洩磁束の大きさに応じたレベルの信号を出力する磁気検出素子とを備える。
【００１７】
好ましくは、磁極生成部は、界磁極に対応した放射状の形状を有し、第１の漏洩磁束に対して界磁極に対応した磁束密度の強弱をつけて第２の漏洩磁束を放射状に出力する。
【００１８】
好ましくは、磁極生成部は、界磁極に対応して放射状に異なる透磁率を有し、第１の漏洩磁束に対して界磁極に対応した磁束密度の強弱をつけて第２の漏洩磁束を放射状に出力する。
【００１９】
好ましくは、磁気検出素子は、回転子および回転機の固定電機子から信号のＳ／Ｎ比が所定値を超える距離を少なくとも有し、かつ、磁極生成部から出力される漏洩磁束が磁極生成部の半径方向において最大となる位置に設けられる。
【００２０】
好ましくは、磁気検出素子は、回転子および回転機の固定電機子から信号のＳ／Ｎ比が所定値を超える距離を少なくとも有し、かつ、磁極生成部と固定電機子の間に設けられる。
【００２１】
好ましくは、磁気検出素子は、回転機を制御する回転機制御装置に含まれる。
好ましくは、磁極生成部は、部材に固定された回転プレートであり、回転プレートは、放射状に着磁される。
【００２２】
好ましくは、磁極生成部は、部材に固定された回転プレートであり、回転プレートは、回転子側の面から回転子と反対側の面に向かって着磁される。
【００２３】
好ましくは、磁極生成部は、界磁極に対応した放射状の形状を有する第１の部位と、放射状に着磁され、第１の部位に放射状に磁束を流す第２の部位とを含む。
【００２４】
好ましくは、第２の部位は、部材に固定され、第１の部位は、第２の部位の外周に設けられる。
【００２５】
好ましくは、第１の部位は、部材に固定され、第２の部位は、第１の部位の回転子側の面に隣接して部材に固定される。
【００２６】
好ましくは、部材は、回転機の回転軸である。
また、この発明によれば、回転機は、上述したいずれかの回転位置検出装置を備える。
【００２７】
好ましくは、回転軸は、回転子から磁極生成部へ向かう方向に着磁される。
好ましくは、部材は、回転機の回転軸であり、磁極生成部は、回転軸の少なくとも一端において界磁極に対応した放射状の形状を有するように加工された部分である。
【００２８】
好ましくは、回転軸は、回転子から磁極生成部へ向かう方向に着磁される。
また、この発明によれば、回転機は、固定電機子と、一端から他端に向かって着磁された回転軸と、磁極を有する回転子と、回転位置検出装置とを備え、回転位置検出装置は、回転軸によって発生される第１の磁束を受け、第１の磁束に基づいて回転子の磁極の位置を示す第２の磁束を生成する磁極生成部と、磁極生成部から出力される第２の磁束を検出し、第２の磁束の大きさに応じたレベルの信号を出力する磁気検出素子とを含む。
【００２９】
好ましくは、磁極生成部は、界磁極に対応した放射状の形状を有し、第１の磁束に対して界磁極に対応した磁束密度の強弱をつけて第２の磁束を放射状に出力する。
【００３０】
好ましくは、磁極生成部は、回転軸の他端に固定された回転プレートである。
好ましくは、磁極生成部は、回転軸の少なくとも他端において界磁極に対応した放射状の形状を有するように加工された部分である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３２】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による回転機の構成を示す断面図である。
【００３３】
図１を参照して、回転機１は、ロータ２と、界磁コイル４と、ステータ６と、シャフト８と、軸受１０，１２と、ブラシ１４と、プーリ１６と、回転プレート１８と、磁気センサ２０とを備える。
【００３４】
ロータ２は、シャフト８に固定され、シャフト８が軸受１０，１２に支持されることによって回転自在な回転子である。ロータ２は、内部に界磁コイル４を含み、界磁コイル４に界磁電流が流れることによって界磁極が形成される。界磁コイル４に界磁電流が流れることによって発生する磁界は、シャフト８の回転軸に垂直な成分からなる主磁界と、シャフト８の軸方向成分からなる磁界とからなり、この主磁界とステータ６によって発生する回転磁界との磁気作用によって、ロータ２は回転する。また、シャフト８の軸方向成分からなる磁界によってシャフト８から回転プレート１８、ステータ６、およびシャフト８の他端へと流れる漏洩磁束Ｈは、後ほど述べるように、ロータ２の回転位置を検出するための検出磁束として用いられる。
【００３５】
界磁コイル４は、ロータ２に界磁極を発生させるための巻線であって、巻線に流れる界磁電流の大きさに応じた磁界を発生する。
【００３６】
ステータ６は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相巻線からなる固定電機子であって、３相交流電流が流れることによってロータ２に作用する回転磁界を発生させる。
【００３７】
シャフト８は、軸受１０，１２によって支持された回転軸である。シャフト８は、トルクの伝達に必要な所定の強度を有する材質であるとともに、後述するように、ロータ２から発生する漏洩磁束を容易に通過させる材質で構成される。
【００３８】
軸受１０，１２は、シャフト８を回転自在に固定する。ブラシ１４は、界磁コイル４と電気的に接続される整流子片と摺動接触し、外部からブラシ１４および整流子片を介して界磁コイル４に界磁電流が供給される。プーリ１６は、シャフト８と他の回転軸との間でトルクの伝達を行なう。
【００３９】
回転プレート１８は、シャフト８の一端に設けられ、シャフト８に固定されてロータ２と連動して回転する。回転プレート１８も、シャフト８と同様に、磁束を容易に通過させる材質で構成され、シャフト８から受ける漏洩磁束を放射状に流す。そして、回転プレート１８は、磁気センサ２０によってロータ２の回転位置を検出可能とするため、ロータ２の界磁極に対応して放射状の形状を有している。
【００４０】
磁気センサ２０は、磁束を検出可能な磁気検出素子であって、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応した３つのセンサを含む。これらのセンサは、たとえば、ホール素子や磁気抵抗素子などである。磁気センサ２０は、回転プレート１８に近接して配置され、回転プレート１８の半径方向に対しては、回転プレート１８からステータ６へ流れる漏洩磁束Ｈが最大となる位置に配置される。一方、磁気センサ２０は、回転プレート１８の回転方向に対しては、３つのセンサが電気角１２０度の間隔で配置される。
【００４１】
そして、磁気センサ２０は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応する３つのセンサによって漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを検出し、検出した漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗをデジタル信号に変換して、その変換したデジタル信号を位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗとして出力する。
【００４２】
ロータ２の回転位置は、磁気センサ２０が漏洩磁束Ｈの変化を感知することによって検出されるのであるが、その漏洩磁束Ｈの変化を生成するために回転プレート１８が設けられている。すなわち、後ほどロータ２の構成が示されるが、ロータ２において発生する磁界によってシャフト８に発生する漏洩磁束は、ロータ２の界磁極に対応する回転方向の磁束の変化を有していない。そこで、シャフト８から漏洩磁束を受けて放射状に出力する回転プレート１８において、ロータ２の界磁極に対応した放射状の形状が設けられ、これによって、回転プレート１８は、放射状に出力する漏洩磁束Ｈに対してロータ２の界磁極に対応した磁束密度の強弱をつけている。
【００４３】
その結果、磁気センサ２０は、ロータ２が回転することによってロータ２の周囲に発生する磁界の変化を直接検出することなく、その磁界の変化が再現された回転プレート１８からの漏洩磁束Ｈを検出することによって、ロータ２の回転位置を検出することができる。
【００４４】
そして、こうすることによって、磁気センサ２０をロータ２およびステータ６から離して配置することができる。すなわち、既に述べたように、磁気センサ２０は、ロータ２およびステータ６から発生するコイル発熱やステータ６から発生する磁界を外乱として受けるところ、回転プレート１８をロータ２から距離をおいて設けることによって、回転プレート１８に近接して配置される磁気センサ２０がロータ２およびステータ６から受ける外乱を小さくすることができる。したがって、外乱によるロータ２の回転位置検出精度の劣化を防止することができる。なお、磁気センサ２０とロータ２およびステータ６との間隔は、磁気センサ２０から出力される信号のＳ／Ｎ比を所望の値よりも大きな値に確保できる距離であればよい。
【００４５】
この回転機１においては、界磁コイル４に界磁電流が供給されると主磁束が発生し、ステータ６によって発生される回転磁界との磁気作用によってロータ２が回転するとともに、シャフト８の軸方向成分の磁界も発生し、シャフト８から回転プレート１８、ステータ６およびシャフト８の他端へと流れる一巡の漏洩磁束Ｈが発生する。
【００４６】
そして、上述したように、回転プレート１８は、ロータ２の界磁極に対応して放射状の形状を有し、回転プレート１８から放射状に出力される漏洩磁束Ｈは、ロータ２の界磁極に対応した磁束密度の強弱を有しているので、これを磁気センサ２０が検出することによって、ロータ２の回転位置が検出される。
【００４７】
図２は、図１に示した回転プレート１８の回転軸に垂直な断面図である。
図２を参照して、回転プレート１８は、ロータ２の界磁極に対応して放射状の形状を有する。図２においては、１６極からなるロータ２に対応して８個の凸部が放射状に設けられており、回転プレート１８を放射状に流れる磁束は、これら８個の凸部から集中して出力される。すなわち、回転プレート１８から出力される磁束は、ロータ２の界磁極に対応した磁束密度の強弱がつけられて回転プレート１８から放射状に出力される。
【００４８】
この回転プレート１８の半径ｒや凸部の幅ｗ１、溝幅ｗ２は、回転プレート１８から出力される磁束密度の強弱のパターンを決定する。これらの値は、生成される漏洩磁束の大きさ、磁気センサ２０の感度、ロータ２の回転速度、回転プレート１８の回転モーメントなどに基づいて適切な値が選択され、回転プレート１８によって効率的な磁束密度の強弱パターンが生成される。
【００４９】
図３は、この発明による回転機におけるロータの構成を説明する図である。なお、図３においては、ロータの構成が概念的に示されており、図２に示した回転プレート１８の極数と対応していないが、実際には、ロータの極数と回転プレートの極数は一致する。
【００５０】
図３を参照して、ロータは、部材２ａと部材２ｂとからなり、それらが組み合わされ、内部に界磁コイルが含まれる。そして、界磁コイルにより発生される磁界によって、部材２ａはＮ極に、部材２ｂはＳ極に磁化される。これによって、円周方向にＮ，Ｓ極が交互に多数形成され、ロータに界磁極が形成される。また、シャフト８内には、界磁コイルによって、「Ｓ」で示される側から「Ｎ」で示される側へ向かう方向に磁界が発生する。
【００５１】
図４は、図１に示した回転機１を制御する回転機制御装置１００の概略ブロック図である。
【００５２】
図４を参照して、回転機制御装置１００は、直流電源Ｂと、キャパシタＣ１と、インバータ１０２と、位置検出装置１０４と、制御装置１０６とを備える。
【００５３】
インバータ１０２は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００５４】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＭＯＳトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４からなり、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＭＯＳトランジスタＴｒ２，Ｔｒ５からなり、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＭＯＳトランジスタＴｒ３，Ｔｒ６からなる。また、各ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のソース−ドレイン間には、各ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に対して導通方向が逆方向になるようにダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ接続されている。
【００５５】
各相アームの中間点は、回転機１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、回転機１は、３相の同期回転機であり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＭＯＳトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＭＯＳトランジスタＴｒ２，Ｔｒ５の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＭＯＳトランジスタＴｒ３，Ｔｒ６の中間点にそれぞれ接続されている。
【００５６】
直流電源Ｂは、ニッケル水素またはリチウムイオン、鉛等の二次電池からなる。キャパシタＣ１は、直流電源Ｂから供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１０２へ供給する。
【００５７】
位置検出装置１０４は、図１に示した回転プレート１８および磁気センサ２０からなる。磁気センサ２０は、回転プレート１８から出力される漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを図示されない３つのホール素子によって検出し、検出した漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗをデジタル信号に変換して、その変換したデジタル信号を回転機１のロータ２（図示せず）の位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗとして制御装置１０６へ出力する。
【００５８】
制御装置１０６は、位置検出装置１０４から受けるロータ２の位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに基づいて、インバータ１０２に含まれるＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の各々を駆動するための駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成し、その生成した駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６をそれぞれＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のゲート端子へ出力する。
【００５９】
図５は、図１に示した磁気センサ２０の回転軸に垂直な方向の配置図である。なお、図５においては、磁気センサ２０の配置を概念的に説明するために模式的に示されている。
【００６０】
図５を参照して、磁気センサ２０は、３つのホール素子２０ａ〜２０ｃを含む。ホール素子２０ａ〜２０ｃは、それぞれ回転プレート１８から出力される漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを検出し、検出磁束の大きさに応じた電圧を発生する。そして、磁気センサ２０は、その電圧を所定のレベルでコンパレートしてデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗとして制御装置１０６へ出力する。
【００６１】
ホール素子２０ａは、Ｕ相の配置方向に対して角度θをなすように配置される。そして、ホール素子２０ｂ，２０ｃも、ホール素子２０ａと同じように配置される。そして、ホール素子２０ａ〜２０ｃは、それぞれ電気角が１２０度の間隔で配置される。
【００６２】
図６は、図４に示した回転機制御装置１００における主な信号のタイミングチャートである。
【００６３】
図６を参照して、磁気センサ２０は、ホール素子２０ａ〜２０ｃによって検出された漏洩磁束Ｈの変化に応じて、電気角が０〜１８０度、１２０〜３００度、ならびに電気角が０〜６０度および２４０〜３６０度の範囲でそれぞれＨレベルになる位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを制御装置１０６へ出力する。
【００６４】
なお、比較のため、かりに、回転プレート１８に代えて放射状の形状を有さない回転円盤を備えた場合の位置信号Ｐｕ＊，Ｐｖ＊，Ｐｗ＊が示される。この場合は、回転円盤から放射状に出力される漏洩磁束は、回転円盤の回転に伴なって回転方向に変化しないので、位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗは、漏洩磁束が大きいときは常時Ｈレベルとなり、漏洩磁束が小さいときは常時Ｌレベルとなる（図６においては、漏洩磁束が小さく、常時Ｌレベルの場合が示される。）。したがって、磁気センサ２０は、ロータ２の回転位置を検出することができない。
【００６５】
そして、磁気センサ２０から位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを受けた制御装置１０６は、その受けた位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗをそれぞれ駆動信号Ｄｒ１，Ｄｒ２，Ｄｒ３として生成し、また、位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの反転信号をそれぞれ駆動信号Ｄｒ４，Ｄｒ５，Ｄｒ６として生成する。
【００６６】
すなわち、駆動信号Ｄｒ１は、電気角が０〜１８０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ１をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ２は、電気角が１２０〜３００度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ２をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ３は、電気角が０〜６０度および２４０〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ３をオンする信号である。
【００６７】
また、駆動信号Ｄｒ４は、電気角が１８０〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ４をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ５は、電気角が０〜１２０度および３００〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ５をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ６は、電気角が６０〜２４０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ６をオンする信号である。
【００６８】
その結果、図示しないが、回転機１の各相に印加される相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各相に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが所定の電気角で変化し、磁気センサ２０によって検出された位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに基づいて回転機１が駆動される。
【００６９】
なお、駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６は、電気角が１８０度の範囲で電流を回転機１の各相に流すように、それぞれＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動するので、図６に示す通電方式は１８０度矩形波通電方式と呼ばれる。
【００７０】
なお、回転プレート１８は、界磁極に対応した磁束密度の強弱を設けるために放射状の形状を有するものとしたが、回転プレート１８はそのような形状のものに限られることはなく、放射状に出力する磁束に対して界磁極に対応した磁束密度の強弱をつけることができるものであればよい。たとえば、円盤の回転方向に透磁率の異なる材質を交互配置するなどしてもよい。
【００７１】
以上のように、実施の形態１によれば、回転機は、シャフトの端部に回転プレートを備え、シャフトおよび回転プレートを介して流れる漏洩磁束を回転プレートに近接して配置した磁気センサによって検出するようにしたので、磁気センサをロータおよびステータから離れた位置に配置することができる。したがって、ロータおよびステータのコイル発熱の影響や、ステータ巻線から発生する外乱磁界の影響などを磁気センサが受けることがない。その結果、高精度な位置検出が実現される。
【００７２】
また、磁気センサは、回転プレートとステータの間において漏洩磁束が最大となる位置に配置されるので、漏洩磁束を有効に活用することができ、さらに、上記外乱のほか、外部からの外乱に対しても頑強なものとなる。
【００７３】
さらに、ロータから必然的に発生する漏洩磁束を検出磁束として用いるので、ロータに磁性体片を組込んだり、界磁コイルの巻線形状を変更するなど、ロータの改造が不要となる。その結果、ロータの体積が増加することがなく、また、製造コストを抑えることができる。
【００７４】
［実施の形態２］
図７は、この発明の実施の形態２による回転機の構成を示す断面図である。
【００７５】
図７を参照して、回転機１Ａは、図１に示した実施の形態１による回転機１において、制御装置１０６に代えて回転プレートに近接して配置される制御装置１０６Ａを備える。制御装置１０６Ａは、磁気センサ２０を含む。
【００７６】
制御装置１０６Ａは、実施の形態１における制御装置１０６と磁気センサ２０とが一体で形成されたものであり、回転プレート１８に近接して配置される。そして、回転プレート１８の半径方向に対して、回転プレート１８からステータ６へ流れる漏洩磁束が最大となる位置に磁気センサ２０が配置されるように、制御装置１０６Ａは配置される。
【００７７】
回転機１Ａのその他の構成については、実施の形態１による回転機１の構成と同じであるので、その説明は繰返さない。また、回転機１Ａを制御する回転機制御装置については、図４に示した実施の形態１における回転機制御装置１００の構成において、回転プレート１８を除く位置検出装置１０４を制御装置１０６が含む構成となるほかは、回転機制御装置１００の構成と同じであるので、その説明は繰返さない。
【００７８】
以上のように、実施の形態２による回転機は、制御装置と磁気センサとが一体化されるので、制御装置における信号入力数が削減される。その結果、制御装置における信号入力回路が削減され、制御装置を小型化できる。
【００７９】
［実施の形態３］
実施の形態１による回転機１においては、ロータ２から発生する漏洩磁束のみを検出磁束としているので、界磁電流が０のとき、または、回転機１が停止しているときは、漏洩磁束が発生せず、ロータ２の回転位置を検出することはできない。一方、ロータに永久磁石を備えていれば、それによって常時発生する漏洩磁束を検出することによって停止時においても位置検出ができるが、ロータに磁性体片を設けることはロータの改造を伴い、コストが増加する。
【００８０】
そこで、実施の形態３では、ロータ２から発生する漏洩磁束と同じ方向に着磁したシャフトを備える。
【００８１】
実施の形態３による回転機１Ｂは、実施の形態１による回転機１の構成において、シャフト８に代えてロータ２から発生する漏洩磁束と同じ方向に着磁されたシャフト８Ａを備える。回転機１Ｂのその他の構成は、図１に示した回転機１の構成と同じであり、また、回転機１Ｂの回転機制御装置の構成も、図４に示した実施の形態１における回転機制御装置１００の構成と同じである。
【００８２】
図８は、実施の形態３による回転機１Ｂにおける界磁電流と磁気センサによる検出磁束との関係を示す図である。
【００８３】
図８を参照して、界磁電流の増減に応じて検出磁束は増減する。界磁電流が０になると、回転機１では検出磁束は０になるが、回転機１Ｂにおいては、着磁されたシャフト８Ａから磁束が発生しているため、磁気センサ２０による検出磁束は０ではなく、磁気センサ２０は磁束Ｈ０を検出する。
【００８４】
再び図１を参照して、回転機１Ｂにおいては、界磁コイル４に界磁電流が供給されると、主磁束が発生するとともに、シャフト８Ａから回転プレート１８、ステータ６およびシャフト８Ａの他端へと流れる漏洩磁束が発生する。したがって、磁気センサ２０は、漏洩磁束とシャフト８Ａ自体から発生される磁束との和からなる磁束を検出する。
【００８５】
すなわち、シャフトが着磁されていない場合と比べて、シャフト８Ａから発生される磁束分、磁気センサ２０による磁束の検出レベルが向上する。その結果、磁気センサ２０のＳ／Ｎ比が向上する。
【００８６】
一方、界磁コイル４に界磁電流が供給されていないとき、または、回転機１Ｂが停止しているときは、ロータ２から漏洩磁束は発生しないが、上述したように、シャフト８Ａから磁束が発生しているので、磁気センサ２０は、シャフト８Ａから発生される磁束Ｈ０を検出する。したがって、この場合も、磁気センサ２０は、ロータ２の回転位置を検出することができる。
【００８７】
なお、回転機１Ｂは、ロータが永久磁石の場合であってもよい。すなわち、ロータが永久磁石で構成されており、ロータからシャフト８Ａに流れ出る漏洩磁束が小さいときは、シャフト８Ａから発生される磁束によって磁気センサ２０の検出レベルが向上する。また、ロータからの漏洩磁束の有無に拘わらず、磁気センサ２０は、シャフト８Ａから発生される磁束を検出するので、回転機１Ｂが停止していても、ロータの位置を検出することができる。
【００８８】
以上のように、実施の形態３によれば、ロータから発生する漏洩磁束と同じ方向にシャフトを着磁したので、界磁電流が０のとき、または、回転機が停止しているときであっても、ロータの回転位置を検出することができる。
【００８９】
また、ロータに磁性体片を組込んだり、界磁コイルの巻線形状を変更するなどのロータの改造は不要であるので、ロータ体積が増加することがなく、また、ロータの改造によるコスト上昇を抑えることができる。
【００９０】
さらに、磁気センサは、ロータおよびステータから離れた位置に配置されるので、ロータおよびステータのコイル発熱の影響や、ステータ巻線から発生する外乱磁界の影響などを磁気センサが受けることがない。その結果、高精度な位置検出が実現される。
【００９１】
［実施の形態４］
界磁電流が０のとき、または、回転機が停止しているときにおいてもロータの位置を検出する手段として、実施の形態３では、シャフトを着磁した。実施の形態４では、回転プレートが着磁される。
【００９２】
実施の形態４による回転機１Ｃは、実施の形態１による回転機１の構成において、回転プレート１８に代えて、着磁された回転プレート１８Ａを備える。回転プレート１８Ａは、図２に示した回転プレート１８と同様に、界磁極に対応して放射状の形状を有する。そして、回転プレート１８Ａは、中心部から円周部に向かって放射状に着磁される。
【００９３】
回転機１Ｃのその他の構成は、図１に示した回転機１の構成と同じであり、また、回転機１Ｃの回転機制御装置の構成も、図４に示した実施の形態１における回転機制御装置１００の構成と同じである。
【００９４】
回転機１Ｃにおいても、回転機１と同様に、界磁コイル４に界磁電流が供給されると、主磁束が発生してロータ２が回転するとともに、シャフト８から回転プレート１８Ａ、ステータ６およびシャフト８の他端へと流れる漏洩磁束が発生する。したがって、磁気センサ２０は、漏洩磁束と回転プレート１８Ａ自体から発生される磁束との和からなる磁束を検出する。
【００９５】
すなわち、回転プレートが磁化されていない場合と比べて、回転プレート１８Ａから発生される磁束分、磁気センサ２０による磁束の検出レベルが向上する。その結果、磁気センサ２０のＳ／Ｎ比が向上する。
【００９６】
一方、界磁コイル４に界磁電流が供給されていないとき、または、回転機１Ｃが停止しているときは、ロータ２から漏洩磁束は発生しないが、回転プレート１８Ａから磁束が発生しているので、磁気センサ２０は、回転プレート１８Ａから発生される磁束を検出する。したがって、この場合も、磁気センサ２０は、ロータ２の回転位置を検出することができる。
【００９７】
なお、回転プレート１８Ａは、中心部から円周部へ向かって着磁されるものとしたが、ロータ２側の面（前面）から背面に向かって、すなわち、シャフト８内を流れる漏洩磁束と同じ方向に着磁してもよい。この場合は、漏洩磁束は、回転プレート１８Ａの前面の中心部付近から背面の円周部付近へと流れるので、磁気センサ２０は、回転プレートの背面側の円周部に近接して配置される。
【００９８】
また、回転機１Ｃは、ロータが永久磁石の場合であってもよい。すなわち、ロータが永久磁石で構成されており、ロータからシャフト８に流れ出る漏洩磁束が小さいときは、回転プレート１８Ａから発生される磁束によって磁気センサ２０の検出レベルが向上する。また、ロータからの漏洩磁束の有無に拘わらず、磁気センサ２０は、回転プレート１８Ａから発生される磁束を検出するので、回転機１Ｃが停止していても、その停止位置を検出することができる。
【００９９】
以上のように、実施の形態４によれば、回転プレートを着磁したので、実施の形態３においてシャフトを着磁した場合と同様の効果が得られる。
【０１００】
［実施の形態５］
界磁電流が０のとき、または、回転機が停止しているときにおいてもロータの位置を検出する手段として、実施の形態５では、回転プレートに放射状の磁束を発生させるリング状の磁石（以下、「リング磁石」とも称する。）を備える。
【０１０１】
図９は、この発明の実施の形態５による回転機の構成を示す断面図である。
図９を参照して、回転機１Ｄは、実施の形態１による回転機１の構成において、回転プレート１８に代えて回転プレート１８Ｂを備える。回転プレート１８Ｂは、内径部２２と、外形部２４とを含む。
【０１０２】
内径部２２は、リング磁石であって、内径側から外径側へ向かって放射状に磁界を発生する。外形部２４は、磁束を容易に通過させる材質で構成され、外径が界磁極に対応した放射状の形状を有する。そして、外径部２４は、内径部２２から受ける磁束を放射状に流す。
【０１０３】
なお、回転機１Ｄのその他の構成は、図１に示した回転機１の構成と同じであり、また、回転機１Ｄの回転機制御装置の構成も、図４に示した実施の形態１における回転機制御装置１００の構成と同じである。
【０１０４】
図１０は、図９に示した回転プレート１８Ｂの回転軸に垂直な断面図である。
図１０を参照して、回転プレート１８Ｂにおいては、リング磁石である内径部２２の外周に放射状の形状を有する外形部２４が形成される。このような構成とすることによって、回転プレート１８Ｂは、回転プレート自体が半径方向に放射状に着磁された場合と同様の機能を有する。
【０１０５】
［実施の形態５の変形例］
図１１は、この発明の実施の形態５による回転機の変形例を示す断面図である。
【０１０６】
図１１を参照して、回転機１Ｅは、実施の形態１による回転機１の構成において、回転プレート１８の前面側（ロータ２側）に隣接するリング磁石２２Ａを備える。
【０１０７】
リング磁石２２Ａは、シャフト８に固定され、内径側から外形側に向かって放射状に磁界を発生する。そして、リング磁石２２Ａから発生される磁束は、リング磁石２２Ａの外周部から回転プレート１８へと流れ、回転プレート１８の円周部からステータ６へと流れる。
【０１０８】
また、ロータ２によって発生される漏洩磁束は、リング磁石２２Ａまたは回転プレート１８の内径部から回転プレート１８の外形部へと流れ、ステータ６へ出力される。
【０１０９】
なお、回転機１Ｅのその他の構成は、図１に示した回転機１の構成と同じであり、また、回転機１Ｅの回転機制御装置の構成も、図４に示した実施の形態１における回転機制御装置１００の構成と同じである。
【０１１０】
このように、回転プレート１８およびリング磁石２２Ａからなる回転体によっても、回転プレート自体が半径方向に放射状に着磁された場合と同様の機能を有する。
【０１１１】
以上のように、実施の形態５によれば、回転プレートに放射状の磁束を発生させるリング磁石を設けたので、回転プレート自体を着磁した場合と同様の効果が得られ、したがって、実施の形態３においてシャフトを着磁した場合と同様の効果が得られる。
【０１１２】
また、実施の形態５によれば、界磁極に対応した放射状の形状を有する回転プレート自体を着磁する代わりにリング磁石を備えるので、回転プレート自体を着磁する場合に比べてコストを低減できる。
【０１１３】
さらに、実施の形態５の変形例によれば、回転プレートおよびリング磁石についてそれらを組合せるための形状加工が不要となるので、さらに製造コストが削減できる。
【０１１４】
［実施の形態６］
実施の形態１〜５においては、漏洩磁束、またはシャフトもしくは回転プレート自体から発生する磁束について、界磁極に対応した磁束密度の強弱を設けるために回転プレートが設けられたが、実施の形態６では、回転プレートの代わりに、シャフトが少なくとも端部において凹凸形状に加工される。
【０１１５】
図１２は、この発明の実施の形態６による回転機の構成を示す断面図である。
図１２を参照して、回転機１Ｆは、実施の形態１による回転機１の構成において、回転プレート１８を備えず、シャフト８に代えてシャフト８Ｂを備える。
【０１１６】
シャフト８Ｂは、漏洩磁束の出力側の端部において円周方向に凹凸形状に加工された凹凸部２６を有する。そして、その凹凸部２６に近接して磁気センサ２０が配置され、ロータ２から発生されてシャフト８Ｂ、凹凸部２６、ステータ６およびシャフト８Ｂの他端へと流れる漏洩磁束を磁気センサ２０が検出する。
【０１１７】
回転機１Ｆのその他の構成は、図１に示した回転機１の構成と同じであり、また、回転機１Ｆの回転機制御装置の構成も、図４に示した実施の形態１における回転機制御装置１００の構成と同じである。
【０１１８】
図１３は、図１２に示したシャフト８Ｂに設けられる凹凸部２６の拡大図である。
【０１１９】
図１３を参照して、ロータ２の界磁極に対応して凹部がシャフト８Ａに設けられている。すなわち、ロータ２が１６極の極数を有するときは、８個の凹部が設けられる。そして、凹凸部２６に近接して磁気センサ２０が配置され、凹凸部２６から出力される漏洩磁束の変化を磁気センサ２０によって検出することによって、ロータ２の回転位置が検出される。
【０１２０】
この凹凸部２６の溝深さｄは、凹凸部２６から出力される磁束密度の強弱のパターンを決定する。この値は、生成される漏洩磁束の大きさ、磁気センサ２０の感度、ロータ２の回転速度、シャフト８Ａの半径Ｒおよび強度などに基づいて適切な値が選択され、凹凸部２６によって効率的な磁束密度の強弱パターンが生成される。
【０１２１】
なお、図１２，１３においては、凹凸部２６は、シャフト８Ａの円周面に対して凹部を設けることによって形成されるが、シャフトの強度を考慮して、凹部に代えてシャフトの円周面に対して凸部を設けることによって凹凸部を形成してもよい。
【０１２２】
また、回転機１Ｆにおいては、さらに、ロータ２から発生する漏洩磁束と同じ方向にシャフト８Ｂを着磁してもよい。これによって、界磁電流が０のとき、または、回転機１Ｆが停止しているときにもロータ２の位置を検出することができる。
【０１２３】
以上のように、実施の形態６によれば、実施の形態１と同様の効果が得られ、さらに、回転プレートを備えずにシャフトの端部を回転方向に凹凸形状に加工することによって界磁極に対応した磁束密度の強弱を形成するようにしたので、回転プレートを備えない分、回転機を小型化および軽量化することができる。
【０１２４】
さらに、シャフトを着磁すれば、界磁電流が０のとき、または、回転機が停止しているときにもロータの位置を検出することができる。
【０１２５】
なお、上述した実施の形態１〜６において、回転機は、トルクを発生する同期電動機でも、電圧を発生する同期発電機であってもよい。すなわち、いずれの場合においても、ロータ内の界磁コイルに界磁電流が流され、それによって漏洩磁束が発生するので、その漏洩磁束を用いてロータの回転位置を検出をすることができる。
【０１２６】
そして、上述した実施の形態１〜６による回転機は、たとえば、ハイブリッド自動車に搭載され、その駆動モータまたは発電機として用いることができる。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源と、インバータと、インバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０１２７】
ハイブリッド自動車においては、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力を得る。また、モータは、エンジンと連結されており、ハイブリッド自動車の通常走行時、エンジンのクランク軸の回転力を電気エネルギーに変換するとともに、ハイブリッド自動車の回生制動時、駆動輪の回転力をエンジンのクランク軸を介して受け、その受けた回転力を電気エネルギーに変換する。
【０１２８】
すなわち、ハイブリッド自動車に搭載されたモータは、電動機および発電機として機能するのであって、上述したように、電動機および発電機のいずれにも用いることができる本発明に係る回転機をハイブリッド自動車のモータに用いることによって、高精度なモータ制御が可能となる。
【０１２９】
また、ハイブリッド自動車のようにモータを走行の動力源とはしないが、車両が交差点の赤信号などで停車した場合にエンジンを停止し、発進すべきタイミングにてエンジンを自動で始動するエコノミーランニングシステム（エンジン自動停止・始動システム）におけるエンジン始動用のモータとしても、この発明の回転機を用いることができる。
【０１３０】
また、上述した実施の形態１〜６においては、磁気センサ２０は、ホール素子などの磁気検出素子によって漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを検出し、検出した漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗをデジタル信号に変換して、その変換したデジタル信号を位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗとして制御装置１０６へ出力するものとしたが、磁気センサ２０から漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの大きさに応じた電気信号を制御装置１０６へ出力し、制御装置１０６においてデジタル信号に変換するようにしてもよい。
【０１３１】
また、回転機制御装置１００における制御装置１０６の通電方式は、１８０度矩形波通電方式としているが、１８０度矩形波通電方式よりも電流利用率の高い１２０度矩形波通電方式と呼ばれる通電方式で制御してもよい。なお、１８０度矩形波通電方式は、１２０度矩形波通電方式と比べて電圧利用率が高い制御方式である。
【０１３２】
また、インバータ１０２は、直流電源Ｂからの直流電圧を受けるとして説明したが、この発明においては、インバータ１０２は、直流電源からの直流電圧を昇圧した直流電圧を受けてもよい。
【０１３３】
すなわち、直流電源Ｂが出力する直流電圧よりも電圧レベルが低い直流電圧を出力する直流電源Ｂ１と昇圧コンバータとを直流電源Ｂに代えて設ける。直流電源Ｂ１は、直流電圧を昇圧コンバータに出力する。そして、昇圧コンバータは、直流電圧を昇圧してキャパシタＣ１に供給する。
【０１３４】
さらに、上記においては、インバータ１０２は、ＭＯＳトランジスタにより構成されると説明したが、これに代えてＮＰＮトランジスタであってもよい。
【０１３５】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１３６】
【発明の効果】
この発明によれば、界磁極に対応した磁束密度の強弱を有し、かつ、回転軸の一端に設けられて回転子と連動して回転する回転プレートと、回転プレートから出力される磁束を検出する磁気検出素子とを備え、回転軸の一端から回転プレート、固定電機子、回転軸の他端へと流れる漏洩磁束が磁気検出素子によって検出される。
【０１３７】
したがって、磁気検出素子を固定電機子および回転子から離れた位置に配置できるので、磁気検出素子は、固定電機子および回転子から発生する外乱の影響を受けない。その結果、磁束の検出精度が向上し、すなわち、回転位置の検出精度が向上する。
【０１３８】
また、この発明によれば、センシング用の磁束として回転軸に漏れ出る漏洩磁束を用いるので、センシング用の磁性体片を回転子に別途設けたり、界磁巻線の形状を変更するなどの回転子の改造が不要である。その結果、モータの製造コストが削減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による回転機の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す回転プレートの回転軸に垂直な断面図である。
【図３】この発明による回転機におけるロータの構成を説明する図である。
【図４】図１に示す回転機を制御する回転機制御装置の概略ブロック図である。
【図５】図１に示す磁気センサの回転軸に垂直な方向の配置図である。
【図６】図４に示す回転機制御装置における主な信号のタイミングチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２による回転機の構成を示す断面図である。
【図８】実施の形態３による回転機における界磁電流と磁気センサによる検出磁束との関係を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態５による回転機の構成を示す断面図である。
【図１０】図９に示す回転プレートの回転軸に垂直な断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態５による回転機の構成の変形例を示す断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態６による回転機の構成を示す断面図である。
【図１３】図１２に示すシャフトに設けられる凹凸部の拡大図である。
【符号の説明】
１，１Ａ〜１Ｆ  回転機、２  ロータ、２ａ，２ｂ  部材、４  界磁コイル、６  ステータ、８，８Ａ，８Ｂ  シャフト、１０，１２  軸受、１４  ブラシ、１６  プーリ、１８，１８Ａ，１８Ｂ  回転プレート、２０  磁気センサ、２０ａ〜２０ｃ  ホール素子、２２  内径部（リング磁石）、２２Ａ  リング磁石、２４  外形部、２６  凹凸部、１００  回転機制御装置、１０２  インバータ、１０４  位置検出装置、１０６，１０６Ａ  制御装置、Ｂ  直流電源、Ｃ１  キャパシタ、Ｔｒ１〜Ｔｒ６  ＭＯＳトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ６  ダイオード、Ｈ漏洩磁束。
【図１】
2004222418.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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