CN110168879A - 传感器磁铁组件和马达 - Google Patents

Abstract

本发明的一个方式的传感器磁铁组件具有：固定部件，其呈沿轴向延伸的圆柱状，固定于轴的轴向一侧的端部；以及传感器磁铁，其固定于固定部件的外周面。固定部件具有：环状的第1槽部，其沿周向延伸，从固定部件的外周面向径向内侧凹陷；以及多个第1凹部，它们从固定部件的外周面向径向内侧凹陷，沿周向隔开间隔地配置。多个第1凹部在轴向上配置于与第1槽部不同的位置。第1槽部和多个第1凹部配置于固定部件的外周面中的固定有传感器磁铁的部分。传感器磁铁具有位于第1槽部的内部的部分和位于第1凹部的内部的部分。

Description

传感器磁铁组件和马达

技术领域

本发明涉及传感器磁铁组件和马达。本申请基于在2017年1月13日申请的美国专利临时申请第62/445,910号主张优先权，这里引用其内容。

背景技术

公知有具有固定于旋转轴的传感器磁铁的马达。例如，在专利文献1中记载了在旋转轴中的非磁性体制的输出部固定有传感器磁铁的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-90501号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述那样的传感器磁铁有时经由固定部件固定于旋转轴。但是，在该情况下，有时传感器磁铁会从固定部件脱落，或者传感器磁铁相对于固定部件相对旋转。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的之一在于，提供具有能够抑制传感器磁铁的位置相对于固定部件偏移的构造的传感器磁铁组件和具有这样的传感器磁铁组件的马达。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式的传感器磁铁组件在具有转子和定子的马达中固定于轴，该马达具有：所述转子，其具有沿中心轴线配置的所述轴；以及定子，其与所述转子隔着间隙在径向上对置，其中，该传感器磁铁组件具有：固定部件，其呈沿轴向延伸的圆柱状，固定于所述轴的轴向一侧的端部；以及传感器磁铁，其固定于所述固定部件的外周面。所述固定部件具有：环状的第1槽部，其沿周向延伸，从所述固定部件的外周面向径向内侧凹陷；以及多个第1凹部，它们从所述固定部件的外周面向径向内侧凹陷，沿周向隔开间隔地配置。所述多个第1凹部在轴向上配置于与所述第1槽部不同的位置。所述第1槽部和所述多个第1凹部配置于所述固定部件的外周面中的固定有所述传感器磁铁的部分。所述传感器磁铁具有位于所述第1槽部的内部的部分和位于所述第1凹部的内部的部分。

本发明的一个方式的传感器磁铁组件在具有转子和定子的马达中固定于轴，该马达具有：所述转子，其具有沿中心轴线配置的所述轴；以及定子，其与所述转子隔着间隙在径向上对置，其中，该传感器磁铁组件具有：固定部件，其呈沿轴向延伸的圆柱状，固定于所述轴；以及传感器磁铁，其固定于所述固定部件的外周面。所述固定部件具有从所述固定部件的外周面向径向内侧凹陷的多个第1凹部。所述多个第1凹部沿周向隔开间隔地配置并且配置于所述固定部件的外周面中的固定有所述传感器磁铁的部分。所述传感器磁铁具有位于所述第1凹部的内部的部分。所述第1凹部的底面是与径向垂直的平坦面。所述第1凹部的底面的周向两侧的端部与所述固定部件的外周面中的位于所述第1凹部的周向两侧的曲面部相连。

本发明的一个方式的马达具有：转子，其具有沿中心轴线配置的轴；定子，其与所述转子隔着间隙在径向上对置；以及权利要求1至7中的任意一项所述的传感器磁铁组件。

发明效果

根据本发明的一个方式，提供具有能够抑制传感器磁铁的位置相对于固定部件偏移的构造的传感器磁铁组件和具有这样的传感器磁铁组件的马达。

附图说明

图1是示出第1实施方式的马达的剖视图。

图2是示出第1实施方式的传感器磁铁组件的立体图。

图3是示出第1实施方式的固定部件的立体图。

图4是示出第1实施方式的传感器磁铁组件的剖视图。

图5是示出第2实施方式的固定部件的立体图。

图6是示出第2实施方式的变形例的固定部件的立体图。

具体实施方式

在各图中适当示出的Z轴方向是将正侧作为上侧，将负侧作为下侧的上下方向。在各图中适当示出的中心轴线J是与Z轴方向平行且沿上下方向延伸的假想线。在以下的说明中，将中心轴线J的轴向、即与上下方向平行的方向简称为“轴向”，将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线J为中心的周向简称为“周向”。

另外，将轴向的Z轴方向的正侧称为“上侧”，将轴向的Z轴方向的负侧称为“下侧”。在本实施方式中，上侧相当于轴向一侧，下侧相当于轴向另一侧。另外，上下方向、上侧和下侧只是用于对各部的相对位置关系进行说明的名称，实际的配置关系等也可以是这些名称所表示的配置关系等以外的配置关系等。

＜第1实施方式＞

如图1所示，本实施方式的马达10具有壳体11、转子20、定子30、轴承保持架40、轴承51、52、基板支承部件60、电路板70、旋转检测传感器80以及传感器磁铁组件90。壳体11收纳转子20、定子30、轴承保持架40、轴承51、52、基板支承部件60、电路板70、旋转检测传感器80以及传感器磁铁组件90。

转子20具有轴21、转子铁芯22以及转子磁铁23。轴21沿中心轴线J配置。轴21呈以中心轴线J为中心沿轴向延伸的圆柱状。轴21被轴承51、52支承为能够旋转。轴21具有从轴21的上侧的端部向下侧凹陷的嵌合凹部21a。虽然省略了图示，嵌合凹部21a的从上侧观察的外形呈以中心轴线J为中心的圆形状。转子铁芯22呈固定于轴21的外周面的圆环状。转子磁铁23固定于转子铁芯22的外周面。

定子30与转子20隔着间隙在径向上对置。定子30配置于转子20的径向外侧。定子30具有定子铁芯31、绝缘件34以及多个线圈35。定子铁芯31具有铁芯背部32和多个齿33。铁芯背部32呈沿周向延伸的圆环状。多个齿33从铁芯背部32向径向内侧突出。多个齿33沿周向在整周范围内等间隔地配置。齿33的径向内侧的端部与转子磁铁23的径向外侧隔着间隙对置地配置。绝缘件34安装于齿33。线圈35隔着绝缘件34安装于齿33。

轴承保持架40配置于定子30的上侧。轴承保持架40对轴承52进行保持。基板支承部件60配置于轴承保持架40的上侧的面。基板支承部件60从下侧对电路板70进行支承。电路板70配置于轴承保持架40的上侧。电路板70呈板面与轴向垂直的板状。旋转检测传感器80固定于电路板70的下侧的面。旋转检测传感器80是磁传感器。旋转检测传感器80例如是磁阻元件。旋转检测传感器80对传感器磁铁组件90中的后述的传感器磁铁92的磁场进行检测，来检测转子20的旋转。

传感器磁铁组件90固定于轴21。更详细而言，传感器磁铁组件90固定于轴21的上侧的端部。传感器磁铁组件90具有固定部件91和传感器磁铁92。固定部件91呈沿轴向延伸的圆柱状。固定部件91以中心轴线J为中心。固定部件91固定于轴21的上侧的端部。固定部件91的下侧的端部与嵌合凹部21a嵌合。因此，容易将固定部件91固定于轴21。固定部件91的下侧的端部例如压入于嵌合凹部21a而被固定。固定部件91例如由金属制成。

如图2至图4所示，固定部件91具有第1槽部93、多个第1凹部95、第2槽部94以及多个第2凹部96。第1槽部93从固定部件91的外周面向径向内侧凹陷。如图3所示，第1槽部93呈沿周向延伸的环状。更详细而言，第1槽部93呈以中心轴线J为中心的圆环状。第1槽部93配置于固定部件91的外周面中的靠近上侧的部分。

多个第1凹部95从固定部件91的外周面向径向内侧凹陷。多个第1凹部95沿周向隔开间隔地配置。在本实施方式中，多个第1凹部95沿周向在整周范围内等间隔地配置。多个第1凹部95配置于固定部件91的外周面中的靠近上侧的部分。多个第1凹部95在轴向上配置于与第1槽部93不同的位置。在本实施方式中，多个第1凹部95配置于第1槽部93的下侧。第1凹部95的从径向外侧观察的外形是在轴向上较长的长方形状。在本实施方式中，例如设置有10个第1凹部95。

第2槽部94从固定部件91的外周面向径向内侧凹陷。第2槽部94呈沿周向延伸的环状。更详细而言，第2槽部94呈以中心轴线J为中心的圆环状。第2槽部94配置于固定部件91的外周面中的靠近下侧的部分。

多个第2凹部96从固定部件91的外周面向径向内侧凹陷。多个第2凹部96沿周向隔开间隔地配置。在本实施方式中，多个第2凹部96沿周向在整周范围内等间隔地配置。多个第2凹部96配置于固定部件91的外周面中的靠近下侧的部分。多个第2凹部96在轴向上配置于与第2槽部94不同的位置。在本实施方式中，多个第2凹部96配置于第2槽部94的上侧。第2凹部96的从径向外侧观察的外形是在轴向上较长的长方形状。在本实施方式中，例如设置有10个第2凹部96。

如图4所示，第1槽部93和多个第1凹部95配置于固定部件91的外周面中的固定有传感器磁铁92的部分。固定部件91的外周面中的固定有传感器磁铁92的部分包含固定部件91的上侧的端部的外周面。第1凹部95的径向的尺寸比第1槽部93的径向的尺寸小。

第2槽部94和多个第2凹部96配置于固定部件91的外周面中的与固定有传感器磁铁92的部分不同的部分。在本实施方式中，第2槽部94和多个第2凹部96配置于固定部件91中的与嵌合凹部21a嵌合的部分的外周面。第2凹部96的径向的尺寸比第2槽部94的径向的尺寸小。

如图3所示，在本实施方式中，第1槽部93和第2槽部94配置于隔着固定部件91的轴向的中心在轴向上对称的位置。第1凹部95和第2凹部96配置于隔着固定部件91的轴向的中心在轴向上对称的位置。在本实施方式中，固定部件91呈在轴向上对称的形状。

在本实施方式中，第1槽部93、第2槽部94、多个第1凹部95、多个第2凹部96配置于固定部件91的外径最大的部分的外周面。在本实施方式中，关于固定部件91的外径，除了第1槽部93、第2槽部94、多个第1凹部95、多个第2凹部96之外在轴向整体范围内是相同的。

固定部件91的外周面中的在周向上相邻的第1凹部95彼此之间的部分在径向上配置于与固定部件91的外周面中的和第1凹部95的轴向两侧相邻的部分相同的位置。因此，与固定部件91的外周面中的在周向上相邻的第1凹部95彼此之间的部分向径向外侧突出那样的情况相比，在将传感器磁铁92固定于固定部件91时等，容易稳定地对固定部件91进行保持。

如图2和图4所示，传感器磁铁92固定于固定部件91的外周面。传感器磁铁92呈以中心轴线J为中心的圆环柱状。传感器磁铁92固定于固定部件91的上侧的端部的外周面。传感器磁铁92的上侧的面和传感器磁铁92的下侧的面是与轴向垂直的平坦面。传感器磁铁92的上侧的面和固定部件91的上侧的面配置于与轴向垂直的同一平面上。

如图4所示，传感器磁铁92具有：第1部分92a，其是位于第1槽部93的内部的部分；以及第2部分92b，其是位于第1凹部95的内部的部分。因此，第1部分92a钩挂于第1槽部93的轴向两侧的侧面，能够抑制传感器磁铁92相对于固定部件91在轴向上移动。另外，第2部分92b钩挂于第1凹部95的内侧面中的轴向两侧的面，能够抑制传感器磁铁92相对于固定部件91在轴向上移动。另外，第2部分92b钩挂于第1凹部95的内侧面中的周向两侧的面，能够抑制传感器磁铁92相对于固定部件91旋转。

以上，根据本实施方式，得到了具有能够抑制传感器磁铁92的位置相对于固定部件91偏移的构造的传感器磁铁组件90以及具有这样的传感器磁铁组件90的马达10。

另外，根据本实施方式，第1凹部95在轴向上配置于与第1槽部93不同的位置。因此，与例如第1凹部95配置于第1槽部93的底面的情况相比，能够增大配置有第1凹部95的固定部件91的外周面的外径。由此，能够将第1凹部95配置于更靠径向外侧的位置。因此，能够减小从传感器磁铁92的外周面至第2部分92b的径向的距离，从而在周向的外力施加于传感器磁铁92的情况下，能够使施加于第2部分92b的力矩变小。因此，能够进一步抑制第2部分92b破损等而从第1凹部95脱落，从而能够进一步抑制传感器磁铁92的位置相对于固定部件91偏移。

另外，由于能够增大配置有第1凹部95的固定部件91的外周面的周向的尺寸，因此能够增大设置有多个第1凹部95的部分的总面积。具体而言，容易使第1凹部95的数量变多、或者容易增大第1凹部95的周向的尺寸。由此，能够增大位于第1凹部95的内部的第1部分92a的总体积，从而能够将传感器磁铁92更牢固地固定于固定部件91。因此，能够进一步抑制传感器磁铁92的位置相对于固定部件91偏移。另外，通过使第1凹部95的数量变多、或者增大第1凹部95的周向的尺寸，能够增大传感器磁铁92的固定强度，因此容易减小第1凹部95的径向的尺寸。由此，能够使第1凹部95的加工变得容易，还能够提高对第1凹部95进行加工的加工机的寿命。

另外，根据本实施方式，多个第1凹部95沿周向在整周范围内等间隔地配置。因此，容易使传感器磁铁92的固定强度在整个周向上均一化。因此，能够使传感器磁铁92更稳定地固定于固定部件91。

另外，根据本实施方式，在固定部件91的外周面中的与固定有传感器磁铁92的部分不同的部分配置有第2槽部94和多个第2凹部96。因此，在将传感器磁铁92相对于固定部件91固定时，也能够将传感器磁铁92安装于固定部件91的第2槽部94和多个第2凹部96的一侧。因此，即使在沿轴向的反方向使用固定部件91的情况下，也能够将传感器磁铁92相对于固定部件91牢固地固定。尤其是，在本实施方式中，固定部件91呈在轴向上对称的形状，因此沿轴向的任何方向使用固定部件91均能够将传感器磁铁92相对于固定部件91同样地固定。因此，不需要统一固定部件91的轴向的朝向等，而能够容易地完成将传感器磁铁92相对于固定部件91固定的作业。

第1部分92a和第2部分92b在传感器磁铁92的内周面上向径向内侧突出。第1部分92a呈以中心轴线J为中心的圆环状。第1部分92a填充于第1槽部93的内部。第2部分92b配置于第1部分92a的下侧。第2部分92b沿周向设置有多个。多个第2部分92b沿周向在整周范围内等间隔地配置。第2部分92b呈立方体状。各第2部分92b分别填充于各第1凹部95的内部。

传感器磁铁92具有不同的2个磁极，N极和S极。N极和S极沿与轴向垂直的规定方向排列配置。例如，传感器磁铁92的比中心轴线J靠规定方向一侧的部分是N极，传感器磁铁92的比中心轴线J靠规定方向另一侧的部分是S极。N极和S极隔着中心轴线J而分别配置。

传感器磁铁92例如是粘结磁铁。传感器磁铁92是通过将固定部件91作为嵌件部件的嵌件成型而成型的。因此，能够将第1部分92a和第2部分92b容易地填充于第1槽部93和多个第1凹部95。由此，能够将传感器磁铁92容易且牢固地固定于固定部件91。具体而言，传感器磁铁92例如是通过使将磁性粉末捏合到树脂而成的材料流入到***有固定部件91的模具并固化而成型的。

＜第2实施方式＞

如图5所示，在本实施方式的传感器磁铁组件190中，固定部件191具有多个第1凹部197和多个第2凹部198。固定部件191与第1实施方式不同，不具有第1槽部和第2槽部。在图5中，分别各设置有2个第1凹部197和第2凹部198。2个第1凹部197隔着中心轴线J相互配置于相反侧。2个第2凹部198隔着中心轴线J相互配置于相反侧。

第1凹部197的底面是与径向垂直的平坦面。第1凹部197的底面呈矩形状。第1凹部197的底面的周向两侧的端部与固定部件91的外周面中的位于第1凹部197的周向两侧的曲面部相连。固定部件191中的配置有第1凹部197的部分的与轴向垂直的截面形状为利用与轴向垂直的直线从圆形切掉隔着中心轴线J的两侧的端部而得的形状。第1凹部197的径向的尺寸随着从第1凹部197的周向的中心朝向周向两侧而变小。第1凹部197例如是通过将圆柱的外周缘部的一部分在与轴向垂直的方向上进行冲裁而制作出的。

虽然省略了图示，传感器磁铁组件190中的传感器磁铁与第1实施方式同样地具有位于第1凹部197的内部的第2部分。根据本实施方式，通过使第2部分与第1凹部197的底面接触，能够抑制传感器磁铁相对于固定部件191旋转。另外，第2部分钩挂于第1凹部197的内侧面中的轴向两侧的面，能够抑制传感器磁铁相对于固定部件191在轴向上移动。由此，根据本实施方式，与第1实施方式同样地能够抑制传感器磁铁的位置相对于固定部件191偏移。

另外，根据本实施方式，与第1实施方式相比，容易增大第1凹部197的径向的最大尺寸，容易使传感器磁铁的轴向的固定强度变得更大。由此，即使不设置第1槽部，也容易确保传感器磁铁的固定强度。另外，根据本实施方式，通过冲裁圆柱的一部分，能够容易地制作出第1凹部197，因此容易制作固定部件191。

第2凹部198呈与第1凹部197相同的形状。第2凹部198配置于隔着固定部件191的轴向的中心与第1凹部197在轴向上对称的位置。在本实施方式中，固定部件191呈在轴向上对称的形状。由此，与第1实施方式同样地，能够容易完成将传感器磁铁固定于固定部件191时的作业。

(第2实施方式的变形例)

如图6所示，本变形例的传感器磁铁组件290的固定部件291具有4个第1凹部297和4个第2凹部298。第1凹部297的形状与图5所示的第1凹部197的形状相同。4个第1凹部297沿周向隔出各90°的间隔而等间隔配置。4个第2凹部298沿周向每隔90°的间隔而等间隔配置。固定部件291呈在轴向上对称的形状。根据本变形例，能够将传感器磁铁更牢固地固定于固定部件291。

本发明不限于上述的实施方式，也可以采用其他结构。第1凹部的形状不限于上述的形状，没有特别限定。第1凹部的数量只要为2个以上，则没有特别限定。配置有第1凹部的位置只要是固定部件的外周面中的固定有传感器磁铁的部分并且为在轴向上不同于第1槽部的位置，则没有特别限定。第1凹部也可以配置于第1槽部的上侧。固定部件的外周面中的在周向上相邻的第1凹部彼此之间的部分也可以向径向外侧突出。

第2槽部的形状也可以与第1槽部的形状不同。第2凹部的形状也可以与第1凹部的形状不同。第2凹部的数量也可以与第1凹部的数量不同。也可以不设置第2槽部和第2凹部。固定部件也可以呈在轴向上非对称的形状。固定部件相对于轴的固定方法没有特别限定。固定部件例如也可以利用粘接剂而固定于轴。

传感器磁铁只要具有位于第1槽部的内部的部分和位于第1凹部的内部的部分，则没有特别限定。位于第1槽部的内部的部分也可以仅设置于第1槽部的内部中的一部分。位于第1凹部的内部的部分也可以仅设置于第1凹部的内部中的一部分。传感器磁铁也可以利用嵌件成型以外的方法而成型。传感器磁铁也可以由多个其他部件构成。传感器磁铁的种类没有特别限定，也可以是粘结磁铁以外的磁铁。旋转检测传感器只要能够对传感器磁铁的磁场进行检测，则没有特别限定。旋转检测传感器例如也可以是霍尔元件。

上述的实施方式的马达的用途没有特别限定。另外，上述的各结构可以在相互不矛盾的范围内进行适当组合。

标号说明

10：马达；20：转子；21：轴；21a：嵌合凹部；30：定子；90、190、290：传感器磁铁组件；91、191、291：固定部件；92：传感器磁铁；93：第1槽部；94：第2槽部；95、197、297：第1凹部；96、198、298：第2凹部；J：中心轴线。

Claims (9)

1.一种传感器磁铁组件，其在具有转子和定子的马达中固定于轴，该马达具有：所述转子，其具有沿中心轴线配置的所述轴；以及定子，其与所述转子隔着间隙在径向上对置，其中，

该传感器磁铁组件具有：

固定部件，其呈沿轴向延伸的圆柱状，固定于所述轴的轴向一侧的端部；以及

传感器磁铁，其固定于所述固定部件的外周面，

所述固定部件具有：

环状的第1槽部，其沿周向延伸，从所述固定部件的外周面向径向内侧凹陷；以及

多个第1凹部，它们从所述固定部件的外周面向径向内侧凹陷，沿周向隔开间隔地配置，

所述多个第1凹部在轴向上配置于与所述第1槽部不同的位置，

所述第1槽部和所述多个第1凹部配置于所述固定部件的外周面中的固定有所述传感器磁铁的部分，

所述传感器磁铁具有位于所述第1槽部的内部的部分和位于所述第1凹部的内部的部分。

2.根据权利要求1所述的传感器磁铁组件，其中，

所述传感器磁铁固定于所述固定部件的轴向一侧的端部的外周面，

所述固定部件具有：

环状的第2槽部，其沿周向延伸，从所述固定部件的外周面向径向内侧凹陷；以及

多个第2凹部，它们从所述固定部件的外周面向径向内侧凹陷，沿周向隔开间隔地配置，

所述多个第2凹部在轴向上配置于与所述第2槽部不同的位置，

所述第2槽部和所述多个第2凹部配置于所述固定部件的外周面中的靠近轴向另一侧并且与固定有所述传感器磁铁的部分不同的部分。

3.一种传感器磁铁组件，其在具有转子和定子的马达中固定于轴，该马达具有：所述转子，其具有沿中心轴线配置的所述轴；以及定子，其与所述转子隔着间隙在径向上对置，其中，

该传感器磁铁组件具有：

固定部件，其呈沿轴向延伸的圆柱状，固定于所述轴；以及

传感器磁铁，其固定于所述固定部件的外周面，

所述固定部件具有从所述固定部件的外周面向径向内侧凹陷的多个第1凹部，

所述多个第1凹部沿周向隔开间隔地配置并且配置于所述固定部件的外周面中的固定有所述传感器磁铁的部分，

所述传感器磁铁具有位于所述第1凹部的内部的部分，

所述第1凹部的底面是与径向垂直的平坦面，

所述第1凹部的底面的周向两侧的端部与所述固定部件的外周面中的位于所述第1凹部的周向两侧的曲面部相连。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的传感器磁铁组件，其中，

所述多个第1凹部沿周向在整周范围内等间隔地配置。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的传感器磁铁组件，其中，

所述固定部件呈在轴向上对称的形状。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的传感器磁铁组件，其中，

所述传感器磁铁是通过将所述固定部件作为嵌件部件的嵌件成型而成型的。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的传感器磁铁组件，其中，

所述固定部件的外周面中的在周向上相邻的所述第1凹部彼此之间的部分在径向上配置于与所述固定部件的外周面中的和所述第1凹部的轴向两侧相邻的部分相同的位置。

8.一种马达，其具有：

转子，其具有沿中心轴线配置的轴；

定子，其与所述转子隔着间隙在径向上对置；以及

权利要求1至7中的任意一项所述的传感器磁铁组件。

9.根据权利要求8所述的马达，其中，

所述轴具有从所述轴的轴向一侧的端部向轴向另一侧凹陷的嵌合凹部，

所述固定部件的轴向另一侧的端部与所述嵌合凹部嵌合。