DE112020002688T5

DE112020002688T5 - Motor

Info

Publication number: DE112020002688T5
Application number: DE112020002688.4T
Authority: DE
Inventors: Seigo SHINODA; Masayuki Echizen; Naoto Natsume
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2022-03-03
Also published as: CN113924720B; CN113924720A; JP7211504B2; JPWO2020241577A1; WO2020241577A1; US20220085697A1

Abstract

Ein Motor (10) weist einen Stator (12) mit einem Statorkern (26) und einer Spule (30) auf. Der Statorkern hat eine Vielzahl von Zähnen (22), die in Umfangsrichtung in Intervallen angeordnet sind. Die Spule ist aus einer elektrisch leitenden Wicklung (28) ausgebildet, die um die Zähne gewickelt ist. Darüber hinaus weist der Motor auch einen Rotor (14) auf, der Magnete (20) hat, die in Radialrichtung gegenüber dem Statorkern und in Umfangsrichtung in Intervallen angeordnet sind. Der Rotor ist so konfiguriert, dass er sich bei Zufuhr elektrischen Stroms zur Spule dreht. Darüber hinaus weist der Motor auch einen Sensor (16) auf, der in einer axialen Ansicht in einem in Umfangsrichtung zwischenliegenden Bereich zwischen einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne angeordnet ist. Der Sensor ist so konfiguriert, dass er den Magnetismus der Magnete erfasst.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anwendung basiert auf der am 27. Mai 2019 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-98435 , deren Inhalt in diese Anmeldung durch Bezugnahme aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Motoren.
STAND DER TECHNIK
Patentdokument 1 unten offenbart einen Motor, der einen Sensor zum Erfassen der Position (oder des Drehwinkels) eines Rotors aufweist. Ein Stator des in diesem Dokument beschriebenen Motors hat eine Vielzahl von Zähnen, die in Umfangsrichtung angeordnet sind. Darüber hinaus ist der Sensor in einer Vertiefung angeordnet, die in einem der Zähne ausgebildet ist.
ENTGEGENHALTUNGEN
PATENTLITERATUR
Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2018 - 042 421 A
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDNUNG
Falls in einem der Zähne eine Vertiefung oder dergleichen ausgebildet wird, um den Sensor darin anzuordnen, können sich jedoch die Eigenschaften des Motors verschlechtern.
Angesichts der obigen Tatsache zielt die vorliegende Offenbarung darauf ab, einen Motor zu erzielen, der dazu imstande ist, eine Verschlechterung seiner Eigenschaften zu verhindern.
Ein Motor gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung weist Folgendes auf: einen Stator mit einem Statorkern und einer Spule, wobei der Statorkern eine Vielzahl von Zähnen hat, die in Umfangsrichtung in Intervallen angeordnet sind, und die Spule aus einer elektrisch leitenden Wicklung ausgebildet ist, die um die Zähne gewickelt ist; einen Rotor, der Magnete hat, die in Radialrichtung gegenüber dem Statorkern und in Umfangsrichtung in Intervallen angeordnet sind, wobei der Rotor so konfiguriert ist, dass er sich bei Zufuhr elektrischen Stroms zur Spule dreht; und einen Sensor, der in einer axialen Ansicht in einem in Umfangsrichtung zwischenliegenden Bereich zwischen einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne angeordnet ist, wobei der Sensor so konfiguriert ist, dass er den Magnetismus der Magnete erfasst.
Mit solch einer Konfiguration wird es unnötig, in einem der Zähne eine Vertiefung oder dergleichen auszubilden, um den Sensor darin anzuordnen. Folglich wird es möglich, eine Verschlechterung der Eigenschaften des Motors zu verhindern.
Figurenliste
Die oben beschriebenen Aufgaben, weitere Aufgaben, Merkmale und günstige Vorteile gemäß der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand der folgenden detaillierten Erläuterung deutlicher. Es zeigen:

1 eine vergrößerte Draufsicht, die einen Stator, einen Rotor und dergleichen zeigt, die zusammen einen Motor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel bilden;
2 eine Perspektivansicht, die den Stator und dergleichen zeigt;
3 eine perspektivische Explosionsansicht, die den Stator und dergleichen zeigt;
4 eine Perspektivansicht, die einen Sensor vom Leitungstyp zeigt;
5 eine Perspektivansicht, die einen Sensor vom Montierungstyp zeigt;
6 eine Perspektivansicht, die einen Vorgang des Einführens eines Sensors in ein Sensoreinführloch eines Sensorhalteabschnitts darstellt;
7 eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Einführen des Sensors in das Sensoreinführloch abgeschlossen ist;
8 eine Perspektivansicht, die den Lagezusammenhang zwischen einem Fühlpunkt des Sensors und Magneten und dergleichen darstellt;
9A eine vergrößerte Draufsicht, die ein erstes analytisches Modell darstellt, das einer ersten Analysebedingung unterliegt;
9B eine vergrößerte Draufsicht, die ein zweites analytisches Modell darstellt, das einer zweiten Analysebedingung unterliegt;
9C eine vergrößerte Draufsicht, die ein drittes analytisches Modell darstellt, das einer dritten Analysebedingung unterliegt;
9D eine vergrößerte Draufsicht, die ein viertes analytisches Modell darstellt, das einer vierten Analysebedingung unterliegt;
10A eine Grafik, die die Wellenform der magnetischen Flussdichte zeigt, die durch den Sensor im ersten analytischen Modell an einer Statorinnendurchmesserposition erfasst wird;
10B eine Grafik, die die Wellenform der magnetischen Flussdichte zeigt, die durch den Sensor im ersten analytischen Modell an der Position einer Außenumfangsfläche einer Luftschicht erfasst wird;
11A eine Grafik, die die Wellenform der magnetischen Flussdichte zeigt, die durch den Sensor im zweiten analytischen Modell an einer Statorinnendurchmesserposition erfasst wird;
11B eine Grafik, die die Wellenform der magnetischen Flussdichte zeigt, die durch den Sensor im zweiten analytischen Modell an der Position einer Außenumfangsfläche eines Magnetismus konvergierenden Elements erfasst wird;
12A eine Grafik, die die Wellenform der magnetischen Flussdichte zeigt, die durch den Sensor im dritten analytischen Modell an einer Statorinnendurchmesserposition erfasst wird;
12B eine Grafik, die die Wellenform der magnetischen Flussdichte zeigt, die durch den Sensor im dritten analytischen Modell an der Position einer Außenumfangsfläche eines Magnetismus konvergierenden Elements erfasst wird;
13A eine Grafik, die die Wellenform der magnetischen Flussdichte zeigt, die durch den Sensor im vierten analytischen Modell an einer Statorinnendurchmesserposition erfasst wird;
13B eine Grafik, die die Wellenform der magnetischen Flussdichte zeigt, die durch den Sensor im vierten analytischen Modell an der Position einer Außenumfangsfläche eines Magnetismus konvergierenden Elements erfasst wird;
14 eine vergrößerte Perspektivansicht, die einen Stator gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt;
15 von einer Leiterplattenseite aus eine Perspektivansicht eines Stators, eines Rotors und dergleichen, die zusammen einen Motor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel bilden;
16 von der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte aus eine Perspektivansicht des Stators, des Rotors und dergleichen, die zusammen den Motor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel bilden;
17 von der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte aus eine Bodenansicht des Stators, des Rotors und dergleichen, die zusammen den Motor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel bilden;
18 eine Perspektivansicht der Leiterplatte von der gegenüberliegenden Seite ihrer Oberfläche aus, auf der Sensoren montiert sind;
19 eine Perspektivansicht der Leiterplatte von der Seite ihrer Oberfläche aus, auf der die Sensoren montiert sind;
20 eine entlang der Linie 20-20 in 19 verlaufende Schnittansicht der Leiterplatte und dergleichen;
21 eine entlang der Linie 21-21 in 17 verlaufende Schnittansicht des Stators, des Rotors und dergleichen;
22 von der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte aus eine Bodenansicht eines Stators, eines Rotors und dergleichen, die zusammen einen Motor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel bilden;
23 eine entlang der Linie 23-23 in 22 verlaufende Schnittansicht des Stators, des Rotors und dergleichen;
24 von einer Leiterplattenseite aus eine Perspektivansicht eines Stators, eines Rotors und dergleichen, die zusammen einen Motor gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel bilden;
25 eine Draufsicht auf die Leiterplatte von der gegenüberliegenden Seite ihrer Oberfläche aus, auf der Sensoren montiert sind;
26 eine Bodenansicht der Leiterplatte von der Seite ihrer Oberfläche aus, auf der die Sensoren montiert sind;
27 von einer Leiterplattenseite aus eine Perspektivansicht eines Stators, eines Rotors und dergleichen, die zusammen einen Motor gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel bilden; und
28 eine entlang der Linie 28-28 in 27 verlaufende Schnittansicht des Stators, des Rotors und dergleichen.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
- Erstes Ausführungsbeispiel -
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 wird ein Motor 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Außerdem geben die jeweils geeignet in den Zeichnungen gezeigten Pfeile Z, R und C jeweils eine Seite in einer Drehaxialrichtung, die Außenseite in einer Drehradialrichtung und eine Seite in einer Drehumfangsrichtung eines Rotors 14 an, der später beschrieben wird. In dem Fall, dass bloß die Axialrichtung, die Radialrichtung und die Umfangsrichtung genannt werden, geben die Pfeile Z, R und C, wenn nichts anderes angegeben ist, außerdem jeweils die Drehaxialrichtung, die Drehradialrichtung und die Drehumfangsrichtung des Rotors 14 an.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Motor 10 dieses Ausführungsbeispiels ein Motor, der so gestaltet ist, dass er als ein Aktor in einem Fahrzeug verwendet wird. Zum Beispiel kann der Motor 10 dieses Ausführungsbeispiels ein Motor für eine elektrische Kupplung sein. Im Einzelnen ist ein elektrisches Kupplungssystem des Fahrzeugs so konfiguriert, dass es den Motor, ein Untersetzungsgetriebe und einen Drehungsumwandlungsmechanismus enthält. Das durch den Motor erzeugte Drehmoment wird durch ein Untersetzungsverhältnis im Untersetzungsgetriebe multipliziert und im Drehungsumwandlungsmechanismus in eine Linearbewegungsrichtungskraft umgewandelt. Das elektrische Kupplungssystem ist über eine konische Tellerfeder oder einen Kolben mit einer Lamellenkupplung verbunden. Das Untersetzungsgetriebe kann durch Planetenräder oder mechanische Paradoxon-Planetenräder realisiert werden. Der Drehungsumwandlungsmechanismus kann durch eine Kugelnocke realisiert werden. Der Motor 10 ist so konfiguriert, dass er einen Stator 12, den oben genannten Rotor 14, der sich bei Erzeugung von Magnetismus (oder eines Magnetfelds) durch den Stator 12 dreht, und Sensoren (d. h. Magnetsensoren) zum Erfassen des Drehwinkels des Rotors 14 enthält.
Der Rotor 14 ist in Radialrichtung innerhalb des Stators 12 angeordnet, der später beschrieben wird. Der Rotor 14 weist einen ringförmigen Rotorkern 18, der auf einer Drehwelle befestigt ist, die nicht in den Zeichnungen gezeigt ist, und eine Vielzahl von Magneten 20 auf, die auf einem Außenumfangsteil des Rotorkerns 18 befestigt sind. Die Magnete 20 sind so ausgebildet, dass sie eine rechteckige Form haben, wenn sie von der in Radialrichtung äußeren Seite betrachtet werden. Darüber hinaus sind die Magnete 20 in der Umfangsrichtung in konstanten Intervallen angeordnet.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, weist der Stator 12 einen Statorkern 26, der eine Vielzahl von Zähnen 22 hat, die in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, und einen Rückenkern 24 auf, der in einer Ringform ausgebildet ist und in der Umfangsrichtung Außenumfangsteile der Zähne 22 verbindet. Darüber hinaus weist der Stator 12 auch eine Spule 30 auf, die durch Wickeln einer elektrisch leitenden Wicklung 28 um die Zähne 22 des Statorkerns 26 ausgebildet ist. Außerdem wird der Stator 22 von einem ringförmigen Gehäuse 31 getragen, das auf der Außenumfangsseite des Stators 12 angeordnet ist.
Am Statorkern 26 ist ein Isolator 32 montiert, der aus einem elektrisch isolierenden Material wie einem Harzmaterial ausgebildet ist. Der Isolator 32 hat einen Rückenkern-Bedeckungsabschnitt 34, der beide axiale Endflächen des Rückenkerns 24 bedeckt, und einen Zahn-Bedeckungsabschnitt 36, der beide axiale Endflächen und beide Umfangsendflächen von jedem der Zähne 22 bedeckt.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, sind die Sensoren 16 dieses Ausführungsbeispiels sogenannte Magnetsensoren vom Leitungstyp. Jeder der Sensoren 16 weist einen Sensorkörper 38 auf, der in der Form eines rechteckigen Blocks ausgebildet ist. Ein zentraler Abschnitt des Sensorkörpers 38 bildet einen Fühlpunkt 40 zum Abfühlen des Magnetismus der Magnete 20. Darüber hinaus weist jeder der Sensoren 16 eine Vielzahl von (z. B. drei in diesem Ausführungsbeispiel) Beinen 42 auf, die vom Sensorkörper 38 zu einer seiner Seiten hervorstehen. Jeder der Sensoren 16 ist an einer Leiterplatte 44 montiert, indem Endabschnitte der Beine 42 auf ihrer gegenüberliegenden Seite vom Sensorkörper 38 mit der Leiterplatte 44 verlötet sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Leiterplatte 44 im Wesentlichen in einer U-Form ausgebildet, sodass sie sich sowohl in Radialrichtung als auch in Umfangsrichtung erstreckt, wobei ihre Dickenrichtung mit der Axialrichtung zusammenfällt. Entlang der Axialrichtung gesehen bedeckt die Leiterplatte 44 in der Umfangsrichtung einen Teil des Stators 12. Darüber hinaus sind in diesem Ausführungsbeispiel die drei Sensoren 16 derart an der Leiterplatte 44 montiert, dass sie in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen gelegen sind. In dem Zustand, in dem sie an der Leiterplatte 44 montiert sind, stehen die drei Sensoren 16 zudem von der Leiterplatte 44 zu der anderen Seite in der Axialrichtung hervor. Außerdem werden in diesem Ausführungsbeispiel zwar die Sensoren 16 (d. h. Magnetsensoren) des Leitungstyps eingesetzt, doch es ist auch möglich, Sensoren 46 (d. h. Magnetsensoren) des Montierungstyps einzusetzen, wie sie in 5 gezeigt sind. Es sollte beachtet werden, dass die Abschnitte der Sensoren 46, die denen der Sensoren 16 entsprechen, die in 4 gezeigt sind, mit den gleichen Bezugszahlen wie die entsprechenden Abschnitte der Sensoren 16 bezeichnet werden.
Wie in den 1 und 3 gezeigt ist, ist auf der in Radialrichtung inneren Seite des Sensorkörpers 38 von jedem der Sensoren 16 in unmittelbarer Nähe zum Sensorkörper 38 ein Magnetismus konvergierendes Element 48 vorgesehen, um den Magnetismus der Magnete 20 des Rotors 14 zu konvergieren. Das Magnetismus konvergierende Element 48 ist in einer Rechteckplattenform oder einer Rechteckblockform aus einem magnetischen Material wie Eisen ausgebildet. Darüber hinaus sind die Umfangs-und Axialabmessungen W1 und W2 des Magnetismus konvergierenden Elements 48 so eingestellt, dass das Magnetismus konvergierende Element 48 entlang der Radialrichtung gesehen den Fühlpunkt 40 (siehe 4) des Sensorkörpers 38 bedeckt.
Die Sensorkörper 38 der Sensoren 16 und die Magnetismus konvergierenden Elemente 48 werden von einer Sammelschiene 50 gehalten (oder getragen), die am Isolator 32 montiert ist. Wie in 3 gezeigt ist, ist die Sammelschiene 50 aus einem elektrisch isolierenden Material wie einem Harzmaterial ausgebildet. Die Sammelschiene 50 hat drei Sensorhalteabschnitte 52, von denen jeder zwischen einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne 22 angeordnet ist. Darüber hinaus ist jeder der Sensorhalterabschnitte 52 derart in einer prismatischen Form ausgebildet, dass beide axiale Endflächen (d. h. Bodenflächen) von ihnen als ein gleichseitiges Trapez geformt sind, das sich in Radialrichtung nach innen verjüngt. Außerdem ist in jedem der Sensorhalteabschnitte 52 die Abmessung von der Endfläche (d. h. Bodenfläche) auf einer axialen Seite zur Endfläche (d. h. Bodenfläche) auf der anderen axialen Seite derart eingestellt, dass die axialen Endflächen (d. h. Bodenflächen) von jedem der Sensorhalteabschnitte 52 nicht von jeweiligen Spulenenden (d. h. axialen Enden der Spule 30) aus zu der einen axialen Seite und der anderen axialen Seite hervorstehen.
Auf der in Radialrichtung inneren Seite in jedem der Sensorhalteabschnitte 52 ist ein Sensoreinführloch 54 ausgebildet, das sich auf der einen Seite in der Axialrichtung öffnet. Zudem ist ein Abschnitt 56 des Sensoreinführlochs 54 auf der einen Seite in der Axialrichtung so ausgebildet, dass er sich zu der einen Seite in der Axialrichtung hin weitet. Darüber hinaus wird in diesem Ausführungsbeispiel in dem Sensoreinführloch 54 auf der geschlossenen Endseite (d. h. der anderen Seite in der Axialrichtung) in einem in Radialrichtung inneren Raum ein entsprechendes der Magnetismus konvergierenden Elemente 48 gehalten. Zudem wird in dem Sensoreinführloch 54 auf der geschlossenen Endseite (d. h. der anderen Seite in der Axialrichtung) in einem in Radialrichtung äußeren Raum der Sensorkörper 38 eines entsprechenden der Sensoren 16 gehalten.
Die Sammelschiene 50 hat auch einen Befestigungsabschnitt 58, der in einer Ringform ausgebildet ist und in der Umfangsrichtung Außenumfangsteile der drei Sensorhalteabschnitte 52 verbindet. Die Sammelschiene 50 ist am Isolator 32 montiert, indem der Befestigungsabschnitt 58 auf der einen Seite in der Axialrichtung an einer Oberfläche des Rückenkern-Bedeckungsabschnitts 34 des Isolators 32 befestigt ist.
Als Nächstes wird ein Vorgang des Einführens der Magnetismus konvergierenden Elemente 48 und der Sensorkörper 38 der Sensoren 16 in die entsprechenden Sensoreinführlöcher 54 beschrieben.
3 zeigt den Stator 12 und dergleichen, wobei die Sammelschiene 50 am Isolator 32 montiert ist. Zunächst wird jedes der drei Magnetismus konvergierenden Elemente 48 in dem Sensoreinführloch 54, das in einem entsprechenden der Sensorhalteabschnitte 52 der Sammelschiene 50 ausgebildet ist, auf der geschlossenen Endseite in den in Radialrichtung inneren Raum eingeführt. Wie in 6 gezeigt ist, wird folglich jedes der drei Magnetismus konvergierenden Elemente 48 in dem Sensoreinführloch 54, das in dem entsprechenden einen der drei Sensorhalteabschnitte 52 der Sammelschiene 50 ausgebildet ist, auf der geschlossenen Endseite in dem in Radialrichtung inneren Raum gehalten.
Indem, wie in 3 gezeigt ist, als Nächstes die Leiterplatte 44 mit den drei daran montierten Sensoren 16 zur anderen Seite in der Axialrichtung bewegt wird, wird der Sensorkörper 38 von jedem der drei Sensoren 16 in dem Sensoreinführloch 54, das in einem entsprechenden der drei Sensorhalteabschnitte 52 der Sammelschiene 50 ausgebildet ist, auf der geschlossenen Endseite in den in Radialrichtung äußeren Raum eingeführt. Wie in den 6 und 7 gezeigt ist, wird der Sensorkörper 38 von jedem der drei Sensoren 16 folglich in dem Sensoreinführloch 54, das in dem entsprechenden einen der drei Sensorhalteabschnitte 52 der Sammelschiene 50 ausgebildet ist, auf der geschlossenen Endseite in dem in Radialrichtung äußeren Raum gehalten.
In dem Zustand, in dem der Sensorkörper 38 von jedem der drei Sensoren 16 in dem Sensoreinführloch 54, das in entsprechend einem der drei Sensorhalteabschnitte 52 der Sammelschiene 50 ausgebildet ist, auf der geschlossenen Endseite in dem in Radialrichtung äußeren Raum gehalten wird, stößt darüber hinaus, wie in 2 gezeigt ist, auf der einen Seite in der Axialrichtung ein Außenumfangsteil der Leiterplatte 44 gegen eine Oberfläche des Befestigungsabschnitts 58 der Sammelschiene 50. In diesem Zustand wird der Außenumfangsteil der Leiterplatte 44 am Befestigungsabschnitt 58 der Sammelschiene 50 befestigt. In dem Fall, dass anstelle der Sensoren 16 die in 5 gezeigten Sensoren 46 eingesetzt werden, kann außerdem jeder der Sensoren 46 zusammen mit einem Teil der Leiterplatte 44 in das entsprechende Sensoreinführloch 54 eingeführt werden.
8 zeigt den Stator 12 von der Seite einer Drehmitte des Rotors 14 aus. Außerdem ist in dieser Figur die Darstellung des Rotorkerns 18 des Rotors 14 weggelassen und die Sammelschiene 50 ist durch gedachte Linien (d. h. Strichlinien) gezeigt. Wie in dieser Figur gezeigt ist, befindet sich jedes entsprechende Paar von einem der drei Magnetismus konvergierenden Elemente 48 und von einem der Sensorkörper 38 der drei Sensoren 16 in einem Zustand, in dem es in dem Sensoreinführloch 54, das in einem der drei Sensorhalteabschnitte 52 der Sammelschiene 50 ausgebildet ist, auf der geschlossenen Endseite gehalten wird, in einem in Umfangsrichtung und in Axialrichtung zwischenliegenden Bereich (genauer gesagt in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen in der Mitte) zwischen einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne 22.
- Arbeitsweise und Wirkungen dieses Ausführungsbeispiels -
Als Nächstes werden die Arbeitsweise und die Wirkungen dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, wird in dem Motor 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel bei Zufuhr elektrischen Stroms zur Spule 30 des Stators 12 um den Stator 12 herum ein Magnetfeld erzeugt, was den Rotor 14 drehen lässt.
Mit der Drehung des Rotors 14 durchlaufen die Magnete 20 des Rotors 14 nacheinander die in Radialrichtung innere Seite des Sensorkörpers 38 von jedem der Sensoren 16. Durch jeden der Sensoren 16 wird dann an der Position seines Sensorkörpers 38 die Änderung der magnetischen Flussdichte der Magnete 20 erfasst. Folglich können/kann beruhend auf den Erfassungsergebnissen der Drehwinkel und/oder die Drehgeschwindigkeit des Rotors 14 berechnet werden.
Darüber hinaus ist in diesem Ausführungsbeispiel jeder der Sensoren 16 zum Erfassen der Änderung der magnetischen Flussdichte der Magnete 20 zwischen einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne 22 angeordnet. Mit solch einer Konfiguration wird es unnötig, in den Zähnen 22 Vertiefungen oder gleichen auszubilden, um darin die Sensoren 16 anzuordnen. Folglich wird es möglich, eine Verschlechterung der Eigenschaften des Motors 10 zu verhindern.
Zudem ist in diesem Ausführungsbeispiel in unmittelbarer Nähe zum Sensorkörper 38 eines entsprechenden der Sensoren 16 jedes der Magnetismus konvergierenden Elemente 48 zum Konvergieren des Magnetismus der Magnete 20 des Rotors 14 vorgesehen. Folglich wird es möglich, eine Schwankung bei der Erfassung der Änderung des Magnetismus der Magnete 20 durch die Sensoren 16 zu verhindern.
Im Folgenden werden Analyseergebnisse der Wirkung der Magnetismus konvergierende Elemente 48 beschrieben.
In den 9A bis 9D sind jeweils ein Stator 12A eines ersten analytischen Modells, ein Stator 12B eines zweiten analytischen Modells, ein Stator 12C eines dritten analytischen Modells und ein Stator 12D eines vierten analytischen Modells gezeigt. Es sollte beachtet werden, dass in den Statoren 12A, 12B, 12C und 12D dieser analytischen Modelle die Elemente und Abschnitte, die denen im oben beschriebenen Stator 12 (siehe 1) entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen wie in den entsprechenden Elementen und Abschnitten im Stator 12 bezeichnet werden.
Wie in 9A gezeigt ist, weist der Stator 12A des ersten analytischen Modells, keine Magnetismus konvergierenden Elemente 48 auf, wie sie oben beschrieben wurden. Darüber hinaus erfolgt die Analyse des Stators 12A des ersten analytischen Modells unter der Annahme, dass zwischen einem gedachten Kreis C1, der in der Umfangsrichtung die in Radialrichtung inneren Enden der Zähne 22 verbindet, und dem Sensorkörper 38 von jedem der Sensoren 16 eine Luftschicht liegt, die eine Umfangsbreite von 1 mm und eine radiale Dicke von 0,5 mm hat. Außerdem beträgt der Durchmesser des gedachten Kreises C1 90,1 mm.
Wie in den 9B bis 9D gezeigt ist, weisen die Statoren 12B, 12C und 12D der zweiten, dritten und vierten analytischen Modelle dagegen wie oben beschrieben Magnetismus konvergierende Elemente 48 auf. Die Umfangsmitte der in Radialrichtung inneren Oberfläche von jedem der Magnetismus konvergierenden Elemente 48 befindet sich auf dem gedachten Kreis C1, der in der Umfangsrichtung die in Radialrichtung inneren Enden der Zähne 22 verbindet. Darüber hinaus erfolgte die Analyse des Stators 12B des zweiten analytischen Modells unter der Annahme, dass zwischen dem gedachten Kreis C1, der in der Umfangsrichtung die in Radialrichtung inneren Enden der Zähne 22 verbindet, und dem Sensorkörper 38 von jedem der Sensoren 16 ein Magnetismus konvergierendes Element 48 liegt, das eine Umfangsbreite von 4 mm und eine radiale Dicke von 0,5 mm hat. Die Analyse des Stators 12C des dritten analytischen Modells erfolgt unter der Annahme, dass zwischen dem gedachten Kreis C1, der in der Umfangsrichtung die in Radialrichtung inneren Enden der Zähne 22 verbindet, und dem Sensorkörper 38 von jedem der Sensoren 16 ein Magnetismus konvergierendes Element 48 liegt, das eine Umfangsbreite von 4 mm und eine radiale Dicke von 2 mm hat. Die Analyse des Stators 12D des vierten analytischen Modells erfolgt unter der Annahme, dass zwischen dem gedachten Kreis C1, der in der Umfangsrichtung die in Radialrichtung inneren Enden der Zähne 22 verbindet, und dem Sensorkörper 38 von jedem der Sensoren 16 ein Magnetismus konvergierendes Element 48 liegt, das eine Umfangsbreite von 4 mm und eine radiale Dicke von 4 mm hat.
10A zeigt eine Grafik, die die Änderung der magnetischen Flussdichte in dem Stator 12A des ersten analytischen Modells an der Position des imaginären Kreises C1 (siehe 9A) darstellt. 10B zeigt eine Grafik, die die Änderung der magnetischen Flussdichte in dem Stator 12A des ersten analytischen Modells an der Position des Sensorkörpers 38 (siehe 9A) von jedem der Sensoren 16 darstellt.
11A zeigt eine Grafik, die die Änderung der magnetischen Flussdichte in dem Stator 12B des zweiten analytischen Modells an der Position des gedachten Kreises C1 (siehe 9B) darstellt. 11B zeigt eine Grafik die die Änderung der magnetischen Flussdichte in dem Stator 12B des zweiten analytischen Modells an der Position des Sensorkörpers 38 (siehe 9B) von jedem der Sensoren 16 darstellt.
12A zeigt eine Grafik, die die Änderung der magnetischen Flussdichte in dem Stator 12C des dritten analytischen Modells an der Position des gedachten Kreises C1 (siehe 9C) darstellt. 12B zeigt eine Grafik, die die Änderung der magnetischen Flussdichte in dem Stator 12C des dritten analytischen Modells an der Position des Sensorkörpers 38 (siehe 9C) von jedem der Sensoren 16 darstellt.
13A zeigt eine Grafik, die die Änderung der magnetischen Flussdichte in dem Stator 12D des vierten analytischen Modells an der Position des gedachten Kreises C1 (siehe 9D) darstellt. 13B zeigt eine Grafik, die die Änderung der magnetischen Flussdichte in dem Stator 12D des vierten analytischen Modells an der Position des Sensorkörpers 38 (siehe 9D) von jedem der Sensoren 16 darstellt.
Wie in den 10A, 11A, 12A und 13A gezeigt ist, ist die magnetische Flussdichte an der Position des gedachte Kreises C1 (siehe 9B) in den Statoren 12B, 12C und 12D der zweiten, dritten und vierten analytischen Modelle, die die Magnetismus konvergierenden Elemente 48 aufweisen, höher als in dem Stator 12A des ersten analytischen Modells, der keine Magnetismus konvergierende Elemente 48 aufweist. Wie in den 11A, 12A und 13A gezeigt ist, nimmt darüber hinaus in den Statoren 12B, 12C und 12D der zweiten, dritten und vierten analytischen Modelle, die die Magnetismus konvergierenden Elemente 48 aufweisen, die magnetische Flussdichte an der Position des gedachten Kreises C1 (siehe 9B) mit Zunahme der Dicke der Magnetismus konvergierenden Elemente 48 zu.
Wird darüber hinaus, wie in den 11B, 12B und 13B gezeigt ist, die Änderung (oder Wellenform) der magnetischen Flussdichte an der Position des Sensorkörpers 38 von jedem der Sensoren 16 in dem Stator 12B des zweiten analytischen Modells mit der Änderung (oder Wellenform) der magnetischen Flussdichte an der Position des Sensorkörpers 38 von jedem der Sensoren 16 in den dritten und vierten Statoren 12C und 12D der dritten und vierten analytischen Modelle verglichen, dann ist zu erkennen, dass die Schwankung der Änderung (oder Wellenform) der magnetischen Flussdichte an der Position des Sensorkörpers 38 von jedem der Sensoren 16 in dem Fall, in dem die Dicke der Magnetismus konvergierenden Elemente 48 gleich 2 mm oder 4 mm ist, kleiner als in dem Fall ist, in dem die Dicke der Magnetismus konvergierenden Elemente 48 gleich 0,5 mm ist. Werden darüber hinaus die Änderung (oder Wellenform) der magnetischen Flussdichte an der Position des Sensorkörpers 38 von jedem der Sensoren 16 in dem Stator 12C des dritten analytischen Modells mit der Änderung (oder Wellenform) der magnetischen Flussdichte an der Position des Sensorkörpers 38 von jedem der Sensoren 16 in dem Stator 12D des vierten analytischen Modells verglichen, dann ist zu erkennen, dass es beinahe keinen Unterschied bei der Schwankung der Änderung (Wellenform) der magnetischen Flussdichte an der Position des Sensorkörpers 38 von jedem der Sensoren 16 zwischen dem Fall, in dem die Dicke der Magnetismus konvergierenden Elemente 48 gleich 2 mm ist, und dem Fall gibt, in dem die Dicke der Magnetismus konvergierenden Elemente 48 gleich 4 mm ist. Aus den obigen Ausführungen kann geschlossen werden, dass durch das Einstellen des Verhältnisses der Dicke zur Breite der Magnetismus konvergierenden Elemente 48 auf größer oder gleich 1/2 eine Schwankung der Änderung (oder Wellenform) der magnetischen Flussdichte an der Position des Sensorkörpers 38 von jedem der Sensoren 16 verhindert werden kann.
Außerdem ist es vorzuziehen, dass die Umfangsmitte der in Radialrichtung inneren Oberfläche von jedem der Magnetismus konvergierenden Elemente 48 auf dem gedachten Kreis C1 liegt, der in der Umfangsrichtung die in Radialrichtung inneren Enden der Zähne 22 verbindet. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Umfangsmitte der in Radialrichtung inneren Fläche von jedem der Magnetismus konvergierenden Elemente 48 alternativ in Radialrichtung außerhalb des gedachten Kreises C1 liegen kann.
In diesem Ausführungsbeispiel wird dadurch, dass jedes entsprechende Paar von einem der Sensorkörper 38 der Sensoren 16 und von einem der Magnetismus konvergierenden Elemente 48 in einem in Umfangsrichtung und in Axialrichtung zwischenliegenden Bereich zwischen einem in der Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne 22 liegt, möglich, eine Zunahme der Axialgröße des Motors 10 zu verhindern. Darüber hinaus wird es unnötig, einen Sensormagnet, der für die Erfassung des Drehwinkels des Rotors 14 gedacht ist, am Rotor 14 zu montieren, weswegen die Teilezahl des Motors 10 reduziert werden kann.
Darüber hinaus werden in diesem Ausführungsbeispiel die Magnetismus konvergierenden Elemente 48 und die Sensorkörper 38 der Sensoren 16 durch die entsprechenden Sensorhalteabschnitte 52 der Sammelschiene 50 gehalten. Folglich wird es möglich, die Sammelschiene 50 am Isolator 32 zu montieren, nachdem die Wicklung 28 um die Zähne 22 gewickelt wurde, und die Magnetismus konvergierenden Elemente 48 und die Sensorkörper 38 der Sensoren 16 dann durch die entsprechenden Sensorhalteabschnitte 52 der Sammelschiene 50 zu halten. Das heißt, dass die Magnetismus konvergierenden Elemente 48 und die Sensorkörper 38 der Sensoren 16 gehalten werden können, ohne den Vorgang des Wickelns der Wicklung 28 um die Zähne 22 zu behindern.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Befestigungsabschnitt 58 der Sammelschiene 50 auf der einen Seite in der Axialrichtung an der Oberfläche des Rückenkern-Bedeckungsabschnitts 34 des Isolators 32 befestigt. Zudem ist die Leiterplatte 44 an dem Befestigungsabschnitt 58 der Sammelschiene 50 befestigt. Folglich wird es möglich, die Montage des Stators 12 in dem Raum nur auf der einen axialen Seite des Statorkerns 26 durchzuführen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Abschnitte 56 der Sensoreinführlöcher 54 auf der einen Seite in der Axialrichtung so ausgebildet, dass sie sich zu der einen Seite in der Axialrichtung hin weiten. Selbst wenn die Positionen der Sensorkörper 38 der an der Leiterplatte 44 montierten Sensoren 16 leicht abweichen, können die Sensorkörper 38 der Sensoren 16 während des Einführens der Sensorkörper 38 der Sensoren 16 in die entsprechenden Sensoreinführlöcher 54 folglich immer noch durch die Abschnitte 56 der entsprechenden Sensoreinführlöcher 54, die in den Sensorhalterabschnitten 52 der Sammelschiene 50 ausgebildet sind, in den entsprechenden Sensoreinführlöchern 54 zur geschlossenen Endseite geführt werden.
Außerdem ist in diesem Ausführungsbeispiel oben ein Beispiel beschrieben worden, in dem die Sensorkörper 38 der Sensoren 16 durch die Sammelschiene 50 gehalten werden. Allerdings ist diese Offenbarung nicht auf das obige Beispiel beschränkt. Wie 14 gezeigt ist, können die Sensorkörper 38 der Sensoren 16 zum Beispiel alternativ vom Isolator 32 gehalten werden. In diesem Fall hat der Isolator 32 drei Verbindungsabschnitte 60, die in der Umfangsrichtung jeweils die Teile der Zahn-Bedeckungsabschnitte 36 des Isolators 32 verbinden, die auf der einen Seite in der Axialrichtung jeweils ein in der Umfangsrichtung benachbartes Paar der Zähne 22 bedecken. Darüber hinaus ist in einem in der Umfangsrichtung zentralen Teil von jedem der Verbindungsabschnitte 60 eine Haltenut 62 ausgebildet, die sich auf beiden axialen Seiten und der in Radialrichtung inneren Seite öffnet. Die Sensorkörper 38 der Sensoren 16 werden in die Haltenute 62, die in den Verbindungsabschnitten 16 des Isolators 32 ausgebildet sind, jeweils von einer axialen Seite der Haltenute 62 aus eingepasst, wodurch sie durch den Isolator 32 gehalten werden. Mit dieser Konfiguration wird es unnötig, die oben beschriebene Sammelschienen 50 einzusetzen, weswegen es möglich wird, die Teilezahl des Motors 10 zu reduzieren und den Montagevorgang des Motors 10 zu vereinfachen. Darüber hinaus werden bei dieser Konfiguration keine Magnetismus konvergierenden Elemente 48 eingesetzt, wie sie oben beschrieben wurden. Daher ist es im Hinblick auf eine Verhinderung der Abnahme der Genauigkeit der Erfassung des Magnetismus der Magnete 20 vorzuziehen, dass die Sensorkörper 38 der Sensoren 16 auf dem gedachten Kreis C1 (siehe 9A) liegen, der in der Umfangsrichtung die in Radialrichtung inneren Enden der Zähne 22 verbindet. Allerdings sollte beachtet werden, dass die Sensorkörper 38 der Sensoren 16 alternativ in Radialrichtung leicht außerhalb des gedachten Kreises C1 liegen können.
- Zweites Ausführungsbeispiel -
Als Nächstes wird ein Motor 70 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass in dem Motor 70 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel Elemente und Abschnitte, die denen im Motor 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen wie die entsprechenden Elemente und Abschnitte in dem Motor 10 bezeichnet werden und eine Erläuterung von ihnen im Folgenden weggelassen wird.
Wie in den 15, 16 und 17 gezeigt ist, ist die Leiterplatte 44 in dem Motor 70 gemäß diesem Ausführungsbeispiel derart geformt, dass die Spule 30, die um jeden der Zähne 22 des Statorkerns 26 gewickelt ist, sichtbar ist, wenn die Leiterplatte 44 entlang der Axialrichtung betrachtet wird. Folglich überlappt die Leiterplatte 44 in der Axialrichtung nicht die Spulenenden der Spule 30.
Wie im Einzelnen in den 15, 18 und 19 gezeigt ist, hat die Leiterplatte 44 einen ersten Erstreckungsabschnitt 72, der sich entlang der in Radialrichtung inneren Enden der Zähne 22 des Statorkerns 26 erstreckt, und eine Vielzahl von zweiten Erstreckungsabschnitten 74, die sich jeweils vom ersten Erstreckungsabschnitt 72 in Radialrichtung nach außen erstrecken und in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen angeordnet sind. Der erste Erstreckungsabschnitt 72 ist derart im Wesentlichen in einer U-Form ausgebildet, dass die in Radialrichtung äußeren und inneren Enden des Erstreckungsabschnitts 72 bogenförmig sind und die radiale Breite des ersten Erstreckungsabschnitts 72 entlang der Umfangsrichtung konstant ist. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Leiterplatte 44 sechs zweite Erstreckungsabschnitte 74. Die Außenkanten der sechs Erstreckungsabschnitte 74 sind so ausgebildet, dass sie die gleiche Form haben. Genauer gesagt sind in Radialrichtung innere Teile der zweiten Erstreckungsabschnitte 74 derart im Wesentlichen in einer Trapezform ausgebildet, dass die Umfangsabmessung der in Radialrichtung inneren Teile allmählich in einer in Radialrichtung nach außen gehenden Richtung zunimmt. Andererseits sind in Radialrichtung äußere Teile der zweiten Erstreckungsabschnitte 74 derart im Wesentlichen in einer Viereckform ausgebildet, dass die Umfangsabmessung der in Radialrichtung äußeren Teile in der in Radialrichtung nach außen gehenden Richtung im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Im Folgenden werden die sechs Seitenerstreckungsabschnitte 74 von einer Seite zur anderen Seite in der Umfangsrichtung nacheinander als der zweite Erstreckungsabschnitt 74A, der zweite Erstreckungsabschnitt 74B, der zweite Erstreckungsabschnitt 74C, der zweite Erstreckungsabschnitt 74D, der zweite Erstreckungsabschnitt 74E und der zweite Erstreckungsabschnitt 74F bezeichnet. In in Radialrichtung und in Umfangsrichtung zentralen Teilen der zweiten Erstreckungsabschnitte 74A und 74F sind Befestigungslöcher 74G ausgebildet, in die jeweils Befestigungsvorsprünge 76 eingeführt sind, die in dem Isolator 32 ausgebildet sind. Außerdem ist die Leiterplatte 44 durch Heißnieten der Befestigungsvorsprünge 76 am Isolator 32 befestigt. Andererseits ist in einem in Umfangsrichtung zentralen Teil des zweiten Erstreckungsabschnitts 74B in der Radialrichtung in Intervallen eine Vielzahl von Anschlusseinführlöchern 74H ausgebildet, um darin jeweils eine Vielzahl (von nicht in den Zeichnungen gezeigten) Anschlüssen eingeführt zu haben. Wie in den 19 und 20 gezeigt ist, sind an in Umfangsrichtung zentralen Teilen von in Radialrichtung inneren Endabschnitten der Oberflächen der zweiten Erstreckungsabschnitte 74C, 74D und 74E auf der anderen Seite in der Axialrichtung jeweils drei Sensoren 46 vom Montierungstyp montiert. Wie in 15 gezeigt ist, liegt darüber hinaus in einem Zustand, in dem die Leiterplatte 44 am Isolator 32 befestigt worden ist, jeder der zweiten Erstreckungsabschnitte 74 in einer axialen Ansicht von der einen Seite aus in einem in Umfangsrichtung zwischenliegenden Bereich zwischen einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne 22. Wie in 21 gezeigt ist, überlappt zudem in dem Zustand, in dem die Leiterplatte 44 am Isolator 32 befestigt worden ist, jeder der zweiten Erstreckungsabschnitte 74 auf der einen Seite in der Axialrichtung in der Umfangsrichtung das Spulenende der Spule 30. Wie in den 16 und 21 gezeigt ist, liegt darüber hinaus in dem Zustand, in dem die Leiterplatte 44 an dem Isolator 32 befestigt worden ist, in einer axialen Ansicht von der anderen Seite aus jeder der Sensoren 46, die jeweils an den zweiten Erstreckungsabschnitten 74C, 74D und 74E montiert sind, zwischen einem in Umfangsrichtung zentralen Bereich zwischen einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne 22. Außerdem liegt in dem Zustand, in dem die Leiterplatte 44 am Isolator 32 befestigt worden ist, jeder der Sensoren 46, die jeweils an den zweiten Erstreckungsabschnitten 74C, 74D und 74E montiert sind, auf der einen Seite in der Axialrichtung in unmittelbarer Nähe zu Enden der Magnete 20 des Rotors 14.
Wie oben beschrieben wurde, ist in dem Motor 70 gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Leiterplatte 44 derart geformt, dass die Spule 30 sichtbar ist, die um jeden der Zähne 22 des Statorkerns 26 gewickelt ist, wenn die Leiterplatte 44 entlang der Axialrichtung betrachtet wird. Folglich lässt sich verhindern, dass eine Wärmeabstrahlung der Spule 30 durch die Leiterplatte 44 behindert wird.
Darüber hinaus überlappt in dem Motor 70 gemäß diesem Ausführungsbeispiel in dem Zustand, in dem die Leiterplatte 44 am Isolator 32 befestigt worden ist, auf der einen Seite in der Axialrichtung jeder der zweiten Erstreckungsabschnitte 74 in der Umfangsrichtung das Spulenende der Spule 30. Folglich lässt sich verhindern, dass die Leiterplatte 44 von der Spule 30 zu der einen Seite in der Axialrichtung hervorsteht, wodurch eine Zunahme der axialen Abmessung des Motors 70 verhindert wird.
- Drittes Ausführungsbeispiel -
Als Nächstes wird ein Motor 78 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass in dem Motor 78 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel Elemente und Abschnitte, die denen in den oben beschriebenen Motoren 10 und 70 entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen wie die entsprechenden Elemente und Abschnitte in den Motoren 10 und 70 bezeichnet werden und eine Erläuterung von ihnen im Folgenden weggelassen wird.
Wie in den 22 und 23 gezeigt ist, weist der Motor 78 gemäß diesem Ausführungsbeispiel verglichen mit dem Motor 70 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel außerdem drei Magnetismus konvergierende Elemente 48 und ein Trageelement 80 auf, das die drei Magnetismus konvergierenden Elemente 48 trägt.
Die drei Magnetismus konvergierenden Elemente 48 sind in einer rechteckigen Vollform ausgebildet, wobei ihre Längsrichtung mit der Axialrichtung zusammenfällt. Es sollte beachtet werden, dass die drei Magnetismus konvergierenden Elemente 48 alternativ in einer Zylinderform oder in einer Säulenform ausgebildet sein können, die sich in der Axialrichtung erstreckt.
Ähnlich wie der Isolator 32 ist das Trageelement 80 aus einem elektrisch isolierenden Material wie einem Harzmaterial ausgebildet. Im Einzelnen hat das Trageelement 80 einen plattenförmigen Außenumfangsabschnitt 80A, der sich auf der anderen Seite in der Axialrichtung entlang der Oberfläche des Rückenkern-Bedeckungsabschnitts 34 des Isolators 32 erstreckt, und drei blockförmige Trageabschnitte 80B, die sich in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen vom Außenumfangsabschnitt 80A aus in Radialrichtung nach innen erstrecken. Im Außenumfangsabschnitt 80A sind Befestigungslöcher 80C ausgebildet, in die jeweils Befestigungsvorsprünge 84, die im Isolator 32 ausgebildet sind, eingeführt sind. Außerdem ist das Trageelement 80 durch Heißnieten der Befestigungsvorsprünge 84 am Isolator 32 befestigt. Jeder der Trageabschnitte 80B ist derart in einer Prismenform ausgebildet, dass seine beiden Endflächen trapezförmig sind. Die axiale Abmessung der Trageabschnitte 80B ist so eingestellt, dass sie größer als die axiale Abmessung des Außenumfangsabschnitts 80A ist. Darüber hinaus fluchten die Oberflächen der Trageabschnitte 80B auf der anderen Seite in der Axialrichtung im Wesentlichen mit der Oberfläche des Außenumfangsabschnitt 80A auf der anderen Seite in der Axialrichtung. Die drei Magnetismus konvergierenden Elemente 48 werden jeweils durch in Radialrichtung innere Endabschnitte der drei Trageabschnitte 80B getragen.
In einem Zustand, in dem das Trageelement 80 am Isolator 32 befestigt worden ist, sodass es in Axialrichtung der Leiterplatte 44 zugewandt ist, liegt jeder der drei Trageabschnitte 80B in einer axialen Ansicht von der anderen Seite aus in einem in Umfangsrichtung zwischenliegenden Bereich zwischen einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne 22. Folglich liegen die drei Magnetismus konvergierenden Elemente 48, die jeweils durch die drei Trageabschnitte 80B des Trageelements 80 getragen werden, in Axialrichtung jeweils in unmittelbarer Nähe zu den drei Sensoren 46, die an der Leiterplatte 44 montiert sind und in Radialrichtung in unmittelbarer Nähe zu den Magneten 20 des Rotors 14 liegen.
Wie oben beschrieben wurde, kann in dem Motor 78 gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Magnetismus der Magnete 20 des Rotors 14 jeweils über die drei Magnetismus konvergierenden Elemente 48 zu den drei Sensoren 46 geführt werden. Folglich lässt sich eine Schwankung bei der Erfassung der Änderung des Magnetismus der Magnete 20 durch die Sensoren 46 verhindern.
Darüber hinaus wird es mit der Konfiguration, bei der das Trageelement 80, das die drei Magnetismus konvergierenden Elemente 48 trägt, am Isolator 32 befestigt ist, möglich, die Positionierung der drei Magnetismus konvergierenden Elemente 48 bezüglich der drei Sensoren 46 zu erleichtern.
- Viertes Ausführungsbeispiel -
Als Nächstes wird ein Motor 86 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel dieser Offenbarung beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass in dem Motor 86 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel Elemente und Abschnitte, die denen in den oben beschriebenen Motoren 10, 70 und 78 entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen wie die entsprechenden Elemente und Abschnitte in den Motoren 10, 70 und 78 bezeichnet werden und dass eine Erläuterung von ihnen im Folgenden weggelassen wird.
Wie in den 24, 25 und 26 gezeigt ist, ist die Leiterplatte 44 in dem Motor 86 gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch Abtrennen und Entfernen eines Teils eines rechteckplattenförmigen, plattenbildenden Elements 88 ausgebildet. Nachdem die Leiterplatte 44 am Isolator 32 befestigt wurde, hat ein Ende 90A des ersten Erstreckungsabschnitts 72 auf der gegenüberliegenden Seite der zweiten Erstreckungsabschnitte 74 die Form einer Geraden, die entlang der Axialrichtung gesehen senkrecht zur Radialrichtung ist. Darüber hinaus haben auch Enden 90B der zweiten Erstreckungsabschnitte 74 auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Erstreckungsabschnitte 72 die Form einer Geraden, die in der Axialrichtung gesehen senkrecht zur Radialrichtung ist. Des Weiteren haben Umfangsenden 90C des ersten Erstreckungsabschnitts 72 und des zweiten Erstreckungsabschnitts 74, die in Umfangsrichtung in der Leiterplatte 44 am weitesten außen liegen, die Form einer Geraden, die parallel zur Radialrichtung ist.
Außerdem sind in Räumen zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Zähnen 22, die von denen verschieden sind, in denen die zweiten Erstreckungsabschnitte 74 der Leiterplatte 44 angeordnet sind, Verbindungsabschnitte 92 vorgesehen, mit denen (nicht in den Zeichnungen gezeigte) Stromleitungen verbunden sind.
Wie oben beschrieben wurde, ist die Leiterplatte 44 in dem Motor 86 gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch Abtrennen und Entfernen eines Teils des rechteckplattenförmigen, plattenbildenden Elements 88 ausgebildet. Folglich kann verglichen mit dem Motor 70 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Entfernungsmenge des plattenbildenden Elements 88, das die Leiterplatte 44 bildet, reduziert werden. Das heißt, dass die Ausbeute des plattenbildenden Elements 88, das die Leiterplatte 44 bildet, verbessert werden kann. Außerdem ist es möglich, die Ausbeute des plattenbildenden Elements 88 zu verbessern, das die Leiterplatte 44 bildet, indem mindestens eines der Enden 90A, 90B und 90C der Leiterplatte 44 in einer geraden Form ausgebildet wird.
- Fünftes Ausführungsbeispiel -
Als Nächstes wird ein Motor 94 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass in dem Motor 94 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel Elemente und Abschnitte, die denen in den oben beschriebenen Motoren 10, 70, 78 und 86 entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen wie die entsprechenden Elemente und Abschnitte in den Motoren 10, 70, 78 und 86 bezeichnet werden und dass eine Erläuterung von ihnen im Folgenden weggelassen wird.
Wie in den 27 und 28 gezeigt ist, ist die Leiterplatte 44 in dem Motor 94 gemäß diesem Ausführungsbeispiel an einer Position am Isolator 32 befestigt, die bezüglich der in dem Motor 78 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zu der einen Seite in der Axialrichtung versetzt ist. Folglich liegen die drei Sensoren 46, die an der Leiterplatte 44 montiert sind, bezüglich des Spulenendes der Spule 30 auf der einen Seite in der Axialrichtung. Darüber hinaus werden die drei Magnetismus konvergierenden Elemente 48 in dem Motor 94 gemäß diesem Ausführungsbeispiel von dem Trageelement 80 an Positionen getragen, die bezüglich denen in dem Motor 78 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zu der einen Seite in der Axialrichtung versetzt sind, sodass sie den Positionen der drei Sensoren 46 entsprechen, die an der Leiterplatte 44 montiert sind.
Wie oben beschrieben wurde, ist es in dem Motor 94 gemäß diesem Ausführungsbeispiel auch bei der Konfiguration, bei der die drei Sensoren 46, die an der Leiterplatte 44 montiert sind, bezüglich des Spulenendes der Spule 30 auf der einen Seite in der Axialrichtung liegen, trotzdem möglich, den Magnetismus der Magnete 20 des Rotors 14 über die drei Magnetismus konvergierenden Elemente 48 zu den drei Sensoren 46 zu führen. Folglich lässt sich eine Schwankung bei der Erfassung der Änderung des Magnetismus der Magnete 20 durch die Sensoren 16 verhindern.
Die oben beschriebenen Konfigurationen der Motoren gemäß der vorliegenden Offenbarung können auch bei Motoren Anwendung finden, bei denen die Magnete 20 des Rotors 16 in Radialrichtung außerhalb des Statorkerns 26 angeordnet sind.
Es wurden zwar die obigen besonderen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung aufgezeigt und beschrieben, doch wird der Fachmann verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die obigen besonderen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern mittels verschiedener Abwandlungen umgesetzt werden kann, ohne vom Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Darüber hinaus ist die vorliegende Offenbarung zwar anhand der Ausführungsbeispiele beschrieben worden, doch versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsbeispiele und Strukturen beschränkt ist. Anstelle dessen umfasst die vorliegende Offenbarung verschiedene Abwandlungen und Änderungen innerhalb von Äquivalenzbereichen. Außerdem sind in der Kategorie und dem Umfang der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung verschiedene Kombinationen und Modi enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019098435 [0001]
JP 2018 [0004]
JP 042421 A [0004]

Claims

Motor (10), der Folgendes umfasst: einen Stator (12) mit einem Statorkern (26) und einer Spule (30), wobei der Statorkern eine Vielzahl von Zähnen (22) hat, die in Umfangsrichtung in Intervallen angeordnet sind, und die Spule aus einer elektrisch leitenden Wicklung (28) ausgebildet ist, die um die Zähne gewickelt ist; einen Rotor (14), der Magnete (20) hat, die in Radialrichtung gegenüber dem Statorkern und in Umfangsrichtung in Intervallen angeordnet sind, wobei der Rotor so konfiguriert ist, dass er sich bei Zufuhr elektrischen Stroms zur Spule dreht; und einen Sensor (16), der in einer axialen Ansicht in einem in Umfangsrichtung zwischenliegenden Bereich zwischen einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne angeordnet ist, wobei der Sensor so konfiguriert ist, dass er den Magnetismus der Magnete erfasst.
Motor wie im Anspruch 1, wobei der Sensor in einem in Axialrichtung zwischenliegenden Bereich zwischen dem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne angeordnet ist.
Motor wie im Anspruch 1 oder 2, wobei der Sensor an einer Leiterplatte (44) montiert ist, die sich in Radialrichtung erstreckt, wobei ihre Dickenrichtung mit der Axialrichtung zusammenfällt, und die Leiterplatte derart geformt ist, dass die um jeden der Zähne gewickelte Spule sichtbar ist, wenn die Leiterplatte entlang der Axialrichtung betrachtet wird.
Motor wie im Anspruch 3, wobei die Leiterplatte einen ersten Erstreckungsabschnitt, der sich entlang radialer Enden der Zähne erstreckt, und einen zweiten Erstreckungsabschnitt hat, der sich vom ersten Erstreckungsabschnitt zu dem in Umfangsrichtung zwischenliegenden Bereich zwischen dem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne erstreckt und daran den Sensor montiert hat.
Motor wie im Anspruch 4, wobei mindestens eines der Enden der ersten und zweiten Erstreckungsabschnitte so ausgebildet ist, dass es eine Geradenform hat, wenn es entlang der Axialrichtung betrachtet wird.
Motor wie in einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei in unmittelbarer Nähe zum Sensor ein Magnetismus konvergierendes Element (48) zum Konvergieren des Magnetismus der Magnete vorgesehen ist und an einer Position, die in der Axialrichtung der Leiterplatte zugewandt ist, ein Trageelement (80) befestigt ist, das die Magnetismus konvergierenden Elemente trägt.
Motor wie in einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Leiterplatte so angeordnet ist, dass sie in der Umfangsrichtung zumindest einem Teil der Spule zugewandt ist.
Motor wie im Anspruch 1 oder 2, wobei der Rotor in Radialrichtung innerhalb des Stators angeordnet ist, und der Sensor auf oder in Radialrichtung außerhalb eines gedachten Kreises (C1) angeordnet ist, der in der Umfangsrichtung in Radialrichtung innere Enden der Zähne verbindet.
Motor wie in einem der Ansprüche 1, 2 und 8, wobei der Statorkern außerdem einen Rückenkern (24) hat, der in einer Ringform und als eine Einheit mit den Zähnen zu einem Stück ausgebildet ist, an dem Statorkern ein elektrisch isolierender Isolator (32) montiert ist, der einen Rückenkern-Bedeckungsabschnitt (34), der den Rückenkern bedeckt, und einen Zahn-Bedeckungsabschnitt (36) hat, der die Zähne bedeckt, und an dem Isolator eine Sammelschiene (50) montiert ist, die einen Sensorhalteabschnitt (52) hat, der zwischen dem in Umfangsrichtung benachbarten Paar der Zähne angeordnet ist und darin den Sensor eingeführt und gehalten hat.
Motor wie im Anspruch 9, wobei die Sammelschiene auch einen Befestigungsabschnitt (58) hat, der in einer Ringform und als eine Einheit mit dem Sensorhalteabschnitt zu einem Stück ausgebildet ist, und der Befestigungsabschnitt in Axialrichtung auf einer Seite an einer Oberfläche des Rückenkern-Bedeckungsabschnitts des Isolators befestigt ist.
Motor wie im Anspruch 10, wobei der Sensor an einer Leiterplatte (44) montiert ist, die sich in Radialrichtung erstreckt, wobei ihre Dickenrichtung mit der Axialrichtung zusammenfällt, und die Leiterplatte am Befestigungsabschnitt der Sammelschiene befestigt ist.
Motor wie in einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei in dem Sensorhalteabschnitt der Sammelschiene ein Sensoreinführloch (54) ausgebildet ist, das sich in Axialrichtung auf einer Seite öffnet, und ein Abschnitt (56) des Sensoreinführlochs auf der einen Seite in der Axialrichtung so ausgebildet ist, dass es sich zu der einen Seite in der Axialrichtung hin weitet.
Motor wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8 bis 12, wobei auf der Rotorseite des Sensors in unmittelbarer Nähe zum Sensor ein Magnetismus konvergierendes Element (48) vorgesehen ist, um den Magnetismus der Magnete zu konvergieren.
Motor wie in dem auf Anspruch 8 Bezug nehmenden Anspruch 13, wobei der Sensor in Radialrichtung außerhalb des gedachten Kreises angeordnet ist, und das Magnetismus konvergierende Element auf oder in Radialrichtung außerhalb des gedachten Kreises angeordnet ist.
Motor wie in dem auf einen der Ansprüche 9 bis 12 Bezug nehmenden Anspruch 13 oder wie im Anspruch 14, wobei auch das Magnetismus konvergierende Element in dem Sensorhalteabschnitt der Sammelschiene gehalten wird.
Motor wie in einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei Umfangs- und Axialabmessungen des Magnetismus konvergierenden Elements so eingestellt sind, dass das Magnetismus konvergierende Element bei Betrachtung entlang der Radialrichtung einen Fühlpunkt (40) des Sensors bedeckt, der den Magnetismus der Magnete abfühlt.