DE10326296A1

DE10326296A1 - Bürstenloser Motor

Info

Publication number: DE10326296A1
Application number: DE10326296A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Okubo; Yoshiaki Taniguchi; Hideaki Fujii
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2003-12-24
Also published as: US20030230945A1; JP4061130B2; JP2004023840A

Abstract

In einem bürstenlosen Motor (1) ist ein Rotor (5) drehbeweglich im Inneren eines Stators (4) angeordnet und kann die Drehlage des Rotors (5) von einem Drehmelder (10) erfasst werden. Der Stator (4) weist einen Statorkern (7) auf, um den eine Treiberwicklung (6) gewickelt ist, sowie ein Gehäuse (8). Der Rotor (5) umfasst eine Rotorwelle (2) und einen Rotormagneten (9). Ein Drehmelderrotor (27) ist starr an der Rotorwelle (2) befestigt. Eine Drehmeldermontageeinheit (15) ist zwischen dem Gehäuse (8) und einer Stütze (14) angeordnet und enthält einen Drehmelderstator (16). Die Drehmeldermontageeinheit (15) besteht aus Kunstharz, und ein Stromversorgungsleitungskoppler (20) und ein Signalleitungskoppler (21) sind einstückig mit ihr ausgeformt und radial relativ zum Zentrum (O) der Welle des Rotors (5) angeordnet. Der Drehmelderstator (16) und die Drehmeldermontageeinheit (15) können einstückig ausgeformt sein.

Description

Bie vorliegende Erfindung betrifft einen bürstenlosen Motor (Stromrichtermotor). Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorgehensweise, die wirksam bei einem bürstenlosen Motor eingesetzt werden kann, der bei einer elektrischen Lenkservoeinrichtung verwendet werden soll.
Üblicherweise wird bei einem bürstenlosen Motor die Drehlage des Rotors durch Feststellung einer Polverschiebung des Magnetrotors oder eines Sensormagneten mit Hilfe von Magnetismusdetektorelementen, beispielsweise Hallelementen, festgestellt. Dann wird die momentan aktive statorseitige Erregerwicklung auf geeignete Art und Weise auf eine andere umgeschaltet, entsprechend der Drehlage des Rotors, um einen sich drehenden magnetischen Fluß um den Rotor zu erzeugen, und den Rotor so anzutreiben, dass er sich dreht. Bürstenlose Motoren werden häufig als Ersatz für Motoren eingesetzt, die mit Bürsten versehen sind, so dass ihr Aufbau häufig ebenso ist wie bei einem herkömmlichen Motor, der Bürsten aufweist. So ist beispielsweise der Abschnitt zum Herausführen der Leitungsdrähte eines bürstenlosen Motors häufig ähnlich ausgebildet wie sein Gegenstück bei einem Motor, der Bürsten aufweist. Speziell wird häufig eine luftdichte Anordnung eingesetzt, bei der eine Durchführungsdichtung aus Gummi zum Herausführen von Leitungsdrähten verwendet wird.
Bei einer Anordnung zum Herausführen von Leitungsdrähten unter Verwendung einer Gummi-Durchführungsdichtung ist jedoch der Vorgang der Anbringung von Leitungsdrähten mühsam, und benötigt zahlreiche Mannstunden, wogegen die wasserdichte Anordnung des Abschnitts zum Herausführen der Leitungsdrähte nicht vollständig verläßlich ist. Wenn die Signalleitungen von den Magnetismusdetektorelementen in der Nähe der Stromversorgungsleitungen in dem Abschnitt zum Herausführen der Leitungsdrähte angeordnet sind, können darüber hinaus die Signalleitungen durch Rauschen beeinflußt werden, das durch den elektrischen Strom hervorgerufen wird, der durch die Stromversorgungsleitungen fließt. Der Einfluss des Rauschens kann besonders in Fällen einer Einrichtung beträchtlich werden, die mit einem hohen elektrischen Strom betrieben wird, beispielsweise bei einem bürstenlosen Motor einer elektrischen Lenkservoeinrichtung (nachstehend einfach als EPS bezeichnet). Noch schlimmer ist, dass eine fehlerhafte Messung infolge des Einflusses von Rauschen signifikant das Lenkgefühl eines Benutzers beeinträchtigen kann, so dass ein starkes Bedürfnis nach verbesserten, bürstenlosen Motoren der betreffenden Gattung besteht.

Angesichts der voranstehend geschilderten Umstände ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines bürstenlosen Motors, der vorteilhaft in Bezug auf die Standfestigkeit, das Rauschverhalten and die Montage ist.

Gemäß der Erfindung wird das voranstehende Ziel durch Bereitstellung eines bürstenlosen Motors erreicht, der einen Kern aufweist, um den eine Treiberwicklung gewickelt ist, einen Stator mit einem Gehäuse zur Aufnahme des Kerns, eine Stütze, die an der Seite eines Endes des Gehäuses angeordnet ist, einen Rotor, der mit einer Welle versehen ist, die drehbeweglich durch das Gehäuse und die Stütze gehaltert wird, und der mit einem Magneten versehen ist, der an der Welle befestigt ist, und drehbeweglich im Inneren des Stators angeordnet ist, einen Drehmelderrotor, der an der Welle angebracht ist, und so ausgebildet ist, dass er sich zusammen mit dem Magneten dreht, einen Drehmelderstator, der an der Außenseite des Drehmelderrotors angeordnet ist, und eine Detektorwicklung aufweist, die zur Erfassung einer Änderung der Phase ihres Ausgangssignals in Abhängigkeit von den Umdrehungen des Drehmelderrotors ausgebildet ist, und eine Drehmeldermontageeinheit, die aus Kunstharz besteht, und zwischen dem Gehäuse und der Stütze so angeordnet ist, dass sie den Drehmelderstator aufnimmt.

Gemäß der Erfindung wird ein bürstenloser Motor daher unter Verwendung eines äußerst dauerhaften und in hohem Maße rauschbeständigen Drehmelders ausgebildet, und ist der Drehmelder so mit dem Motor vereinigt und in diesem angebracht, dass die Verlässlichkeit des bürstenlosen Motors erhöht wird, und dieser kleiner ausgebildet werden kann.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß der Erfindung kann die Drehmeldermontageeinheit einen Hauptkörperabschnitt aufweisen, der aus Kunstharz besteht, und fest zwischen dem Gehäuse und der Stütze gehaltert ist, einen ersten Koppler, der einstückig mit dem Hauptkörperabschnitt ausgebildet ist, und mit einer Stromversorgungsklemme versehen ist, die elektrisch mit der Treiberwicklung verbunden ist, und einen zweiten Koppler, der einstückig mit dem Hauptkörperabschnitt ausgebildet ist, und mit einer Signalklemme versehen ist, die elektrisch mit dem Drehmelderstator verbunden ist. Bei dieser Anordnung sind die Stromversorgungsklemme und die Signalklemme als direkte Koppler ausgebildet, die zwischen der Stütze und dem Gehäuse gehaltert sind. Sowohl die Stromversorgungsleitungen als auch die Signalleitungen können daher mit erhöhter Verlässlichkeit zusammengebaut werden, und es kann die Anzahl an Schritten für den Zusammenbau verringert werden, wodurch die Herstellungskosten sinken, wobei die Wasserfestigkeit des Abschnitts zum Herausführen verbessert ist, und die Qualitätskontrolle des Erzeugnisses erleichtert wird.

Alternativ können der erste Koppler und der zweite Koppler in jeweiligen Radialrichtungen relativ zum Zentrum der Welle des Rotors angeordnet sein. Bei dieser Anordnung kann der Einfluss von Rauschen, das von den Stromversorgungsleitungen stammt, und auf die Signale in den Signalleitungen einwirkt, weiter verringert werden.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß der Erfindung können der Drehmelderstator und die Drehmeldermontageeinheit, die Drehmeldermontageeinheit und der Kern, der Drehmelderstator und die Stütze, und/oder der Kern und das Gehäuse einstückig ausgeformt sein. Alternativ können der Drehmelderstator, das Gehäuse, der erste Koppler, der mit der Stromversorgungsklemme versehen ist, die elektrisch an die Treiberwicklung angeschlossen ist, und der zweite Koppler, der mit der Signalklemme Versehen ist, die elektrisch mit dem Drehmelderstator verbunden ist, einstückig ausgeformt sein. Auch bei dieser Anordnung können der erste Koppler und der zweite Koppler in jeweiligen Radialrichtungen relativ zum Zentrum der Welle des Rotors angeordnet sein.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß der Erfindung wird die Drehlage des Rotors durch den Drehmelder erfasst, bei dem kein Halbleiter eingesetzt wird. Daher können viele der Bauteile einstückig auf viele unterschiedliche Arten und Weisen ausgeformt werden. Abmessungsfehler, die bei dem Zusammenbauvorgang auftreten, werden daher verringert, wodurch die Positionsgenauigkeit von Bauteilen einschließlich des Drehmelderstators in dem bürstenlosen Motor wesentlich verbessert wird. Darüber hinaus wird der Herstellungswirkungsgrad des bürstenlosen Motors verbessert, und werden die Herstellungskosten verringert, da zahlreiche Bauteile einstückig ausgebildet sind, und die Anzahl an Zusammenbauschritten verringert wird. Weiterhin wird infolge des erhöhten Integrationsgrades das Spiel von Bauteilen verringert, was die Stoßfestigkeit des Motors verbessert. Weiterhin ist, wenn der Statorkern einstückig mit einem anderen Bauteil ausgebildet ist, dieser gegen Schwingungen geschützt, so dass die Erzeugung unerwünschter Geräusche verringert wird.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein bürstenloser Motor zur Verfügung gestellt, welcher aufweist: einen Stator, der mit einer um ihn herumgewickelten Treiberwicklung versehen ist, einen Rotor, der mehrere Magnetpole aufweist, und drehbeweglich am äußeren oder inneren Umfang des Stators angeordnet ist, eine Drehdetektorvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, ein Sensorsignal in Reaktion auf die Umdrehungen des Rotors auszugeben, Stromversorgungsleitungen, die elektrisch an die Treiberwicklung angeschlossen sind, und Signalleitungen, die elektrisch an die Drehdetektorvorrichtung angeschlossen sind, und in Radialrichtung relativ zum Zentrum der Welle des Rotors angeordnet sind, wobei sie durch einen Winkelspalt von den Stromversorgungsleitungen getrennt sind.

Gemäß der Erfindung liegen die Stromversorgungsleitungen und die Signalleitungen nicht einander gegenüber, sondern sind in jeweiligen Radialrichtungen angeordnet. Durch diese Anordnung wird der Spalt, der sie trennt, nicht in unerwünschter Weise verkleinert, so dass der Einfluss von Rauschen, das durch die Stromversorgungsleitungen hervorgerufen wird, auf die Signale in den Signalleitungen verringert werden kann. Rotorpositionserfassungsfehler infolge von Rauschen werden daher unterdrückt, und der Motor kann effizient betrieben werden, so dass Drehmomentschwankungen wirksam verringert werden.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß der Erfindung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau können die Stromversorgungsleitungen und die Signalleitungen an jeweiligen Orten angeordnet sein, die punktsymmetrisch oder rechtwinkelig in Bezug auf das Zentrum der Welle des Rotors sind. Vorzugsweise sind die Stromversorgungsleitungen und die Signalleitungen so angeordnet, dass sie durch einen Winkelspalt von nicht weniger als 30° voneinander getrennt sind.

Bei dem bürstenlosen Motor gemäß der Erfindung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau kann die Drehdetektorvorrichtung einen Drehmelderrotor aufweisen, der sich mit dem Rotor dreht, und einen Drehmelderstator, der mit einer Detektorwicklung versehen ist, die so ausgebildet ist, dass die Phase ihres Ausgangssignals in Abhängigkeit von den Umdrehungen des Drehmelderrotors sich ändert. Alternativ kann die Drehdetektorvorrichtung einen Sensormagneten aufweisen, der eben so viele Magnetpole hat, wie die Polzahl des Rotors beträgt, sowie ein Magnetismusdetektorelement zur Erfassung einer Änderung der Magnetpole des Sensormagneten.

Ein bürstenloser Motor gemäß der Erfindung kann als Motor in einer elektrischen Lenkservoeinrichtung verwendet werden. Eine elektrische Lenkservoeinrichtung, die äußerst stoßfest ist, und beständig gegen Rauschen, und hervorragend verlässlich und standfest ist, kann durch Einsatz eines Motors gemäß der Erfindung zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin ist es gemäß der Erfindung möglich, eine elektrische Lenkservoeinrichtung zur Verfügung zu stellen, die geringe Drehmomentschwankungen aufweist, und hervorragend in Bezug auf das Lenkgefühl arbeitet, infolge des verringerten Rauschpegels der Signalleitungen.

Die voranstehenden und weitere Ziele, und neuen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen noch deutlicher. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer Ausführungsform eines bürstenlosen Motors gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Queransicht der Ausführungsform des bürstenlosen Motors von Fig. 1;
Fig. 3 eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung der Ausführungsform des bürstenlosen Motors von Fig. 1; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer alternativen Anordnung der Stromversorgungsleitungen und der Signalleitungen, wobei Fig. 4A eine schematische Perspektivansicht eines bürstenlosen Motors ist, welcher Hallelemente verwendet, während Fig. 4B eine schematische Darstellung der Anordnung der Stromversorgungsleitungen und der Signalleitungen ist.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung mit weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Fig. 1 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht einer Ausführungsform eines bürstenlosen Motors 1 (der nachstehend einfach als Motor 1 bezeichnet wird) gemäß der Erfindung, mit einer Darstellung seines Aufbaus. Fig. 2 ist eine schematische Queransicht der Ausführungsform des bürstenlosen Motors von Fig. 1. Fig. 3 ist eine schematische Perspektivansicht in Explosionsdarstellung der Ausführungsform des bürstenlosen Motors von Fig. 1.
Der in Fig. 2 gezeigte Motor 1 wird als Antriebsquelle einer elektrischen Lenkservoeinrichtung eines Kraftfahrzeugs verwendet, und stellt, wenn ein Fahrer das Lenkrad des Kraftfahrzeugs betätigt, eine Lenkhilfskraft entsprechend dem Lenkwinkel, der Fahrgeschwindigkeit und anderer Faktoren des Fahrzeugs zur Verfügung. Im einzelnen ist eine Rotorwelle 2 des Motors 1 mit einer Eingangswelle eines Getriebes (nicht gezeigt) über eine Kupplung 3 verbunden, und werden deren Umdrehungen pro Zeiteinheit in dem Getriebe entsprechend heruntergesetzt, und dann auf eine Lenksäule übertragen. Die Drehbewegung der Lenksäule wird in eine Hin- und Herbewegung einer Verbindungsstange in dem Lenkeinrichtungsabschnitt des Zahnstangentyps umgewandelt, wodurch sich die gelenkten Räder des Kraftfahrzeuges drehen. Bei dieser Anordnung wird die Lenkkraft durch die Drehkraft des Motors 1 unterstützt, so dass der Fahrer das Lenkrad mit relativ geringer Kraft betätigen kann.
Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, ist der Motor 1 ein bürstenloser Motor des Typs mit innerem Rotor, bei welchem ein Rotor 5 drehbeweglich im Inneren eines Stators 4 angeordnet ist, und die Drehlage des Rotors 5 von einem Drehmelder 10 erfasst werden kann. Der Stator 4 weist einen Statorkern 7 auf, um den eine Treiberwicklung 6 gewickelt ist, sowie ein Gehäuse 8 aus Metall, das den Statorkern 7 aufnimmt. Der Statorkern wird durch Übereinanderschichten einer Anzahl von Metallplatten aufeinander hergestellt, und weist eine Treiberwicklung 6 auf, die um einen vorstehenden Pfeiler herumgewickelt ist, der an der Innenumfangsseite vorspringt.
Der Rotor 5 weist eine Rotorwelle 2 auf, einen Rotormagneten 9, der starr an der Rotorwelle 2 angebracht ist, und eine Magnetabdeckung 11, die um den Rotormagneten 9 herum angeordnet ist. Ein zylindrischer Rotorkern 12 ist auf der Rotorwelle 2 vorgesehen, und der zylindrische Rotorkern 9 ist starr an dem Außenumfang des Rotorkerns 12 befestigt. Die Rotorwelle 2 ist drehbeweglich durch eine Stütze 14 und das Gehäuse 8 mit Hilfe eines jeweiligen Lagers 13a bzw. 13b gehaltert. Die Stütze 14 ist ein aus Aluminiumdruckguß bestehendes Teil, und in ihrem zentralen Bereich ist das Lager 13a vorgesehen und befestigt. Das Gehäuse 8 ist ein zylindrisches Metallteil, und das Lager 13b ist im zentralen Bereich eines Endes des Gehäuses aufgenommen und befestigt.
Eine Drehmeldermontageeinheit 15, die aus Kunstharz besteht, ist zwischen der Stütze 14 und dem Gehäuse 8 angeordnet. Ein ringförmiger Drehmelderstator 16 ist an der Drehmeldermontageeinheit 15 angebracht. Eine Wicklung 17 ist so um den Drehmelderstator 16 herumgewickelt, dass eine Erregerwicklung und eine Detektorwicklung zur Verfügung gestellt werden. Der Drehmelderstator 16 wird durch einen Anschlag 18 an einer Bewegung in Axialrichtung gehindert, der in der Drehmeldermontageeinheit 15 vorgesehen ist.
Die Drehmeldermontageeinheit 15 weist einen Hauptkörperabschnitt 19 auf, der fest zwischen der Stütze 14 und dem Gehäuse 8 gehaltert wird, einen Stromversorgungsleitungskoppler (ersten Koppler) 20, und einen Signalleitungskoppler (zweiten Koppler) 21, wobei der erste und zweite Koppler 20 bzw. 21 einstückig auf dem Außenumfang des Hauptkörperabschnitts 19 vorgesehen sind. Der Hauptkörperabschnitt 19, die Stütze 14 und das Gehäuse 8 sind miteinander luftdicht über O-Ringe 22, 23 verbunden. Eine Stromversorgungsklemme 24 ist in dem Stromversorgungsleitungskoppler 20 vorgesehen, und mit einer Klemmenplatte 25 verbunden, die in der Drehmeldermontageeinheit 15 durch Umspritzen ausgebildet ist. Die Klemmenplatte 25 ist mit einem Ende der Treiberwicklung 6 verbunden, so dass die Stromversorgungsklemme 24 und die Treiberwicklung 6 elektrisch miteinander verbunden sind. Eine Signalklemme 26 ist in dem Signalleitungskoppler 21 vorgesehen, und elektrisch mit einer Klemmenplatte (nicht gezeigt) verbunden, die in der Drehmeldermontageeinheit 15 durch Umspritzen ausgebildet wird. Die Klemmenplatte ist mit dem Drehmelderstator 16 verbunden, so dass die Signalklemme 26 und der Drehmelderstator 16 elektrisch miteinander verbunden sind.
Bei dem Motor 1 sind daher die Stromversorgungsklemme 24 und die Signalklemme 26 in direkte Koppler umgewandelt, die zwischen der Stütze 14 und dem Gehäuse 8 eingequetscht sind. Sowohl die Stromversorgungsleitungen als auch die Signalleitungen können daher mit erhöhter Verlässlichkeit zusammengebaut werden, und die Anzahl an Mannstunden kann verringert werden, wodurch wiederum die Herstellungskosten verringert werden. Da kein Schweißen zwischen Leitungsdrähten und einer Klemmenplatte erforderlich ist, lassen sich die Stromversorgungsleitung und die Treiberwicklung 6 leicht elektrisch verbinden. Weiterhin sind, da keine Gummi- Durchführungsdichtung in dem Motor verwendet wird, die Stütze 14 und das Gehäuse 8 mit dem Hauptkörperabschnitt über O-Ringe 22, 23 verbunden, die ein einfaches Profil aufweisen, und luftdicht gehaltert sind, was die Wasserbeständigkeit verbessert. Weiterhin kann die Qualitätskontrolle des Erzeugnisses verbessert werden, da die beiden Koppler 20, 21 exklusiv für die elektrischen Verbindungen verantwortlich sind.
Der Stromversorgungsleitungskoppler 20 und der Signalleitungskoppler 21 sind radial relativ zum Zentrum O der Welle des Rotors 5 angeordnet. Bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform sind die beiden Koppler 20, 21 in einem Winkelabstand von 120° angeordnet. Anders ausgedrückt liegen die Stromversorgungsleitungen und die Signalleitungen nicht einander gegenüber, sondern sind so angeordnet, dass sie nicht zu nahe aneinander liegen. Durch diese Anordnung werden die Stromversorgungsleitungen, durch die ein relativ starker elektrischer Strom fließt, und die Signalleitungen voreinander durch eine ausreichend große Entfernung getrennt, wodurch der Einfluss von Rauschen verringert werden kann, das infolge der Signalleitungen entsteht, und auf die Signale in den Signalleitungen einwirkt. Daher werden Rotorpositionsmeßfehler infolge von Rauschen unterdrückt, und lässt sich der Motor 1 effizient betreiben, wodurch Drehmomentschwankungen abnehmen. Im Falle des Motors einer EPS beeinträchtigen Drehmomentschwankungen negativ das Lenkgefühl des Benutzers, so dass das Lenkgefühl wesentlich verbessert wird, wenn Drehmomentschwankungen unterdrückt werden.
Ein Drehmelderrotor 27, der starr mit der Rotorwelle 2 verbunden ist, ist im Inneren des Drehmelderstators 16 so angeordnet, dass ein vollständiger Drehmelder 10 ausgebildet wird. Der Drehmelderrotor 27 wird durch Aufeinanderschichten von Metallplatten auf solche Art und Weise hergestellt, dass Vorsprünge 28 in drei Richtungen erzeugt werden. Wenn sich die Rotorwelle 2 dreht, dreht sich auch der Drehmelderrotor 27 in dem Drehmelderstator 16. Ein Hochfrequenzsignal wird an die Erregerwicklung des Drehmelderstators 16 angelegt, und die Phase des Signals, das von der Detektorwicklung abgegeben wird, ändert sich, bei Annäherung und Wegbewegung der Vorsprünge 28. Die Drehlage der Rotorwelle 2 wird durch Vergleichen des Meßsignals und eines Bezugssignals festgestellt.
Der Drehmelder 10 wird daher kaum durch externes, magnetisches Rauschen beeinflusst, da er einen einfachen Aufbau aufweist, und daher standfest ist, und das Verfahren zur Feststellung der Drehlage des Rotors 5 darin besteht, die Phase des Meßsignals mit der Phase des Bezugssignals zu vergleichen. Daher kann die vorliegende Erfindung die Standfestigkeit und die Rauschbeständigkeit des Motors verbessern. Anders ausgedrückt kann die vorliegende Erfindung die Lebensdauer, die Verlässlichkeit und die Steuerbarkeit des Motors einer EPS verbessern, die unter erschwerten Betriebsbedingungen eingesetzt wird. Darüber hinaus kann der gesamte Motor 1 sehr kompakt ausgebildet werden, da der Drehmelder 10 mit dem Motor 1 vereinigt und in diesen eingebaut ist.
Darüber hinaus kann infolge der Tatsache, dass der Drehmelder 10 keinen einzigen Halbleiter enthält, der Drehmelder hohen Temperaturen und starken Schwingungen widerstehen. Der Drehmelderstator 16 kann mit anderen Bauteilen unter Verwendung von Kunstharz ausgeformt werden. So kann beispielsweise der Drehmelderstator 16 in der Drehmeldermontageeinheit 15 durch Umspritzen ausgeformt werden. Da der Drehmelderstator 16 in der Form ausgerichtet ist, und in der Drehmeldermontageeinheit 15 angeordnet ist, können Abmessungsfehler, die bei dem Zusammenbauvorgang auftreten, verringert werden, wodurch wesentlich die Lagegenauigkeit von Bauteilen einschließlich des Drehmelderstators 16 verbessert wird. Darüber hinaus wird, da der Drehmelderstator 16 und die Drehmeldermontageeinheit 15 einstückig ausgebildet sind, die Anzahl an Zusammenbauschritten verringert, was den Produktionswirkungsgrad verbessert, und die Kosten verringert. Infolge des erhöhten Integrationsgrades wird darüber hinaus das Spiel von Bauteilen verringert, was die Stoßfestigkeit des Motors verbessert.
Auch andere Bauteile als der Drehmelderstator 16 und die Drehmeldermontageeinheit 15 können einstückig ausgebildet sein. So können beispielsweise die Drehmeldermontageeinheit 15 und der Statorkern 7, der Drehmelderstator 16 und die Stütze 14 und/oder der Drehmelderstator 16 und das Gehäuse 8 einstückig ausgeformt werden. Wenn sie einstückig ausgeformt werden, werden auch die Stütze 14 und das Gehäuse 8 aus Kunstharz hergestellt.
Daher können zahlreiche der Bauteile auf viele verschiedene Arten und Weisen miteinander kombiniert und einstückig ausgeformt werden. So können beispielsweise der Drehmelderstator 16, die Drehmeldermontageeinheit 15 und der Statorkern 7 einstückig ausgeformt werden, mit dem Gehäuse 8, oder ohne dieses. Alternativ können die Drehmeldermontageeinheit 15, der Statorkern 7 und das Gehäuse 8 einstückig ausgeformt werden. Wiederum alternativ können die Stütze 14, der Drehmelderstator 16 und die Drehmeldermontageeinheit 15 einstückig ausgeformt werden, zusammen mit dem Statorkern 7, oder ohne diesen. Wenn Bauteile einstückig ausgeformt werden, ist es ebenfalls möglich, den Stromversorgungsleitungskoppler 20 und den Signalleitungskoppler 21 an einem Ort entfernt von der Drehmeldermontageeinheit 15 vorzusehen, beispielsweise auf dem Gehäuse 8.
Durch derartiges einstückiges Ausformen, wie dies voranstehend in Bezug auf den Fall des Drehmelderstators 16 und die Drehmeldermontageeinheit 15 geschildert wurde, werden Abmessungsfehler verringert, die bei dem Zusammenbauvorgang auftreten könnten, wodurch die Lagegenauigkeit von Bauteilen einschließlich des Drehmelderstators 16 wesentlich verbessert wird. Darüber hinaus wird, infolge der einstückigen Ausformung, die Anzahl an Mannstunden verringert, was den Produktionswirkungsgrad verbessert, und die Kosten verringert. Darüber hinaus wird infolge des erhöhten Integrationsgrades das Spiel von Komponenten verringert, was die Stoßfestigkeit des Motors verbessert. Weiterhin wird, wenn der Statorkern 7 einstückig mit anderen Bauteilen ausgebildet wird, er gegen Schwingungen geschützt, wodurch die Erzeugung unerwünschter Geräusche verringert wird.
Voranstehend erfolgte eine detaillierte Beschreibung der von dem vorliegenden Erfinder entwickelten Erfindung unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf die voranstehend geschilderte Ausführungsform beschränkt, und kann auf verschiedene Arten und Weisen innerhalb des Umfangs der Erfindung so abgeändert werden, dass von ihrem Wesen nicht abgewichen wird.
So sind beispielsweise der Stromversorgungsleitungskoppler 20 und der Signalleitungskoppler 21 in einem Winkelabstand von 120° bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform angeordnet, jedoch können sie alternativ auch voneinander um einen Winkelabstand von 180° getrennt sein, und punktsymmetrisch in Bezug auf das Zentrum O der Welle des Rotors 5 angeordnet sein. In diesem Fall wird der Abstand, der die beiden Koppler trennt, maximiert, wodurch wiederum der Rauschverringerungseffekt maximiert wird. Es ist ebenfalls möglich, sie in einem Winkelabstand von 90° anzuordnen. Infolge der Erkenntnisse, welche die Erfinder der vorliegenden Erfindung als Ergebnis von Experimenten erlangten, werden die beiden Koppler vorzugsweise voneinander um einen Winkelabstand von zumindest 30° getrennt.
Die voranstehend geschilderte Anordnung der Stromversorgungsleitungen und der Signalleitungen ist auch dann effektiv, wenn die Drehlage des Rotors nicht mit Hilfe eines Drehmelders erfasst wird, sondern mit Hilfe von Hallelementen, wie in Fig. 4A gezeigt. Bei dem in Fig. 4A dargestellten Motor sind die Stromversorgungsleitungen 31 an einer Position angeordnet, die von dem Substrat 33 getrennt ist, auf welchem Hallelemente 32 angebracht sind, um den Einfluss von Rauschen auf die Hallelemente 32 zu verringern. Wie in Fig. 4B gezeigt, sind die Signalleitungen 34 in Radialrichtung angeordnet, und sind von den Stromversorgungsleitungen durch einen Winkelabstand von nicht weniger als 30° getrennt. Bei dieser Anordnung wird der Einfluss von Rauschen, das durch die Stromversorgungsleitungen 31 hervorgerufen wird, mit Hilfe der Anordnung der Hallelemente 32 und der Signalleitungen 34 verringert.
Zwar ist der Motor 1 ein bürstenloser Motor des Typs mit innerem Rotor, jedoch ist die vorliegende Erfindung auch bei bürstenlosen Motoren des Typs mit äußerem Rotor einsetzbar, unter dem Gesichtspunkt der Stromversorgungsleitungen und Signalleitungen. Darüber hinaus stellt zwar die voranstehend geschilderte Ausführungsform den Einsatz der vorliegenden Erfindung bei einer elektrischen Lenkservoeinrichtung des Lenksäulenunterstützungstyps dar, jedoch ist die vorliegende Erfindung auch bei anderen elektrischen Lenkservoeinrichtungen einsetzbar, beispielsweise bei einem Zahnstangenunterstützungstyp. Darüber hinaus gibt es ein weites Anwendungsfeld für die vorliegende Erfindung, einschließlich verschiedener Industriemaschinen, beispielsweise intelligente Roboter, und IT-Einrichtungen, beispielsweise Personalcomputer.

Claims

1. Bürstenloser Motor (1), welcher aufweist:
einen Kern (7), um den eine Treiberwicklung (6) herumgewickelt ist;
einen Stator (4), der ein Gehäuse (8) zur Aufnahme des Kerns (7) aufweist;
eine Stütze (14), die an der Seite eines Endes des Gehäuses (8) angeordnet ist;
einen Rotor (5), der eine Welle (2) aufweist, die drehbeweglich durch das Gehäuse (8) und die Stütze (14) gehaltert wird, und einen Magneten (9) aufweist, der an der Welle (2) angebracht ist, und drehbeweglich im Inneren des Stators (4) angeordnet ist;
einen Drehmelderrotor (27), der an der Welle (2) angebracht ist, und so ausgebildet ist, dass er sich zusammen mit dem Magneten (9) dreht;
einen Drehmelderstator (16), der an der Außenseite des Drehmelderrotors (27) angeordnet ist, und eine Detektorwicklung (17) aufweist, die so ausgebildet ist, dass sich die Phase ihres Ausgangssignals in Abhängigkeit von den Umdrehungen des Drehmelderrotors (27) ändert; und
eine Drehmeldermontageeinheit (15), die aus Kunstharz besteht, und zwischen dem Gehäuse (8) und der Stütze (14) so angeordnet ist, dass sie den Drehmelderstator (16) aufnimmt.

2. Bürstenloser Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmeldermontageeinheit (15) einen Hauptkörperabschnitt (19) aus Kunstharz aufweist, der zwischen dem Gehäuse (8) und der Stütze (14) gehaltert ist, einen ersten Koppler (20), der einstückig mit dem Hauptkörperabschnitt (19) ausgeformt ist, und mit einer Stromversorgungsklemme (24) versehen ist, die elektrisch mit der Treiberwicklung (6) verbunden ist, und einen zweiten Koppler (21), der einstückig mit dem Hauptkörperabschnitt (19) ausgeformt ist, und mit einer Signalklemme (26) versehen ist, die elektrisch mit dem Drehmelderstator (16) verbunden ist.

3. Bürstenloser Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Koppler (20) und der zweite Koppler (21) in jeweiligen Radialrichtungen relativ zum Zentrum der Welle (2) des Rotors (5) angeordnet sind.

4. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmelderstator (16) und die Drehmeldermontageeinheit (15) einstückig ausgeformt sind.

5. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmeldermontageeinheit (15) und der Kern (7) einstückig ausgeformt sind.

6. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmelderstator (16) und die Stütze (14) einstückig ausgeformt sind.

7. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (7) und das Gehäuse (8) einstückig ausgeformt sind.

8. Bürstenloser Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmelderstator (16), das Gehäuse (8), der erste Koppler (20), der mit der Stromversorgungsklemme (24) versehen ist, die elektrisch mit der Treiberwicklung (6) verbunden ist, und der zweite Koppler (21), der mit der Signalklemme (26) versehen ist, die elektrisch mit dem Drehmelderstator (16) verbunden ist, einstückig ausgeformt sind.

9. Bürstenloser Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Koppler (20) und der zweite Koppler (21) in jeweiligen Radialrichtungen relativ zum Zentrum der Welle (2) des Rotors (5) angeordnet sind.

10. Bürstenloser Motor, welcher aufweist:
einen Stator (4), um den eine Treiberwicklung (6) herumgewickelt ist;
einen Rotor (5), der mehrere Magnetpole aufweist, und drehbeweglich am äußeren oder inneren Umfang des Stators (4) angeordnet ist;
eine Umdrehungsdetektorvorrichtung (16, 27, 26), die zur Ausgabe eines Sensorsignals in Reaktion auf die Umdrehungen des Rotors (5) ausgebildet ist;
Stromversorgungsleitungen, die elektrisch mit der Treiberwicklung (6) verbunden sind; und
Signalleitungen, die elektrisch mit der Umdrehungsdetektorvorrichtung (16, 27, 26) verbunden sind, und in einer Radialrichtung relativ zum Zentrum der Welle (2) des Rotors (5) angeordnet sind, wobei sie durch einen Winkelabstand von den Stromversorgungsleitungen getrennt sind.

11. Bürstenloser Motor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsleitungen und die Signalleitungen an jeweiligen Positionen angeordnet sind, die punktsymmetrisch relativ zum Zentrum der Welle (2) des Rotors (5) sind.

12. Bürstenloser Motor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsleitungen und die Signalleitungen an jeweiligen Positionen angeordnet sind, die rechtwinkelig relativ zum Zentrum der Welle (2) des Rotors (5) angeordnet sind.

13. Bürstenloser Motor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsleitungen und die Signalleitungen so angeordnet sind, dass sie ein Winkelabstand von nicht weniger als 30° voneinander trennt.

14. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umdrehungsdetektorvorrichtung (16, 27, 26) einen Drehmelderrotor (27) aufweist, der sich mit dem Rotor (5) zusammen dreht, und einen Drehmelderstator (16), der mit einer Detektorwicklung (17) versehen ist, die so ausgebildet ist, dass sich die Phase ihres Ausgangssignals in Abhängigkeit von den Umdrehungen des Drehmelderrotors (27) ändert.

15. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umdrehungsdetektorvorrichtung einen Sensormagneten aufweist, der ebenso viele Magnetpole hat, wie die Anzahl an Polen des Rotors beträgt, sowie ein Magnetismusdetektorelement (32) zur Feststellung einer Änderung bei den Magnetpolen des Sensormagneten.

16. Bürstenloser Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der bürstenlose Motor (1) als Motor in einer elektrischen Lenkservoeinrichtung verwendet wird.