JP2019216506A - モータ装置 - Google Patents
モータ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019216506A JP2019216506A JP2018111352A JP2018111352A JP2019216506A JP 2019216506 A JP2019216506 A JP 2019216506A JP 2018111352 A JP2018111352 A JP 2018111352A JP 2018111352 A JP2018111352 A JP 2018111352A JP 2019216506 A JP2019216506 A JP 2019216506A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- magnetic
- peripheral wall
- transmission piece
- rotor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
【課題】部品点数の抑制が図れるモータ装置を提供する。【解決手段】モータ装置MDは、ロータ106の回転検出装置として、モータ26のヨーク101に一体に設けられるとともにロータ106の界磁磁石109の磁極に基づく磁束が伝達される磁気伝達片101cと、磁気伝達片101cの先端部に近接配置されてロータ106(界磁磁石109)の回転に伴う磁気伝達片101cの先端部での磁気変化を検知する磁気センサ113とを備える。【選択図】図5
Description
本発明は、回転検出装置を備えるモータ装置に関する。
車両用の冷凍サイクル装置に設けられる弁装置として、例えば特許文献1に開示されるものは、モータの駆動力に基づいて弁の開閉が行われている。
上記したような弁装置では、弁の開度を精度良く行うために、モータのロータの回転情報(回転数等)を取得することが好ましい。モータのロータの回転情報を取得する手法の一つとして、ロータとともに一体的に回転するセンサ磁石と、該センサ磁石の回転による磁気変化を検知するホールIC等の磁気センサとを用いて検出するものが知られている。
しかしながら、センサ磁石と磁気センサとを用いる回転検出装置では、少なくとも二部品が必要なため、極力少ない部品点数でモータ装置を構成できないかを検討している本発明者の意に反するものであった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、部品点数の抑制が図れるモータ装置を提供することにある。
上記課題を解決するモータ装置は、モータと、前記モータのロータの回転情報を取得するための回転検出装置とを備えるモータ装置であって、前記モータは、筒状のヨークと、前記ヨーク内に配置されるとともに周方向に複数の磁極部を有するステータと、前記ステータの磁極部と対向する態様の界磁磁石を有するロータとを備え、前記ステータへの通電により前記磁極部に現れる磁極と前記界磁磁石とが作用して前記ロータが回転駆動するように構成されるものであり、前記回転検出装置は、前記モータのヨークに一体に設けられるとともに前記ロータの界磁磁石の磁極に基づく磁束が伝達される磁気伝達片と、前記磁気伝達片の先端部に近接配置されて前記ロータの回転に伴う前記磁気伝達片の先端部での磁気変化を検知する磁気センサとを備え、前記磁気センサで検知した前記磁気伝達片の先端部での磁気変化に基づいて前記ロータの回転情報を取得可能に構成されている。
上記態様によれば、ロータの回転検出装置において、モータのヨークに一体に設けられる磁気伝達片にロータの界磁磁石の磁極に基づく磁束が伝達され、磁気伝達片の先端部に近接配置される磁気センサにてロータ(界磁磁石)の回転に伴う磁気伝達片の先端部での磁気変化を検知することでロータの回転情報の取得が行われる。つまり、この態様では、磁気センサに向けた磁気伝達片をモータのヨークに一体に設けることでロータの回転情報の取得が可能であり、ロータの回転検出用のセンサ磁石が不要なため、回転検出装置の部品点数の抑制が図れ、ひいてはモータ装置の部品点数の抑制が図れる。
上記モータ装置において、前記ヨークは、筒状の周壁部と前記周壁部の一端を閉塞する底部とを有する有底筒状をなし、前記磁気伝達片は、前記周壁部の一部に設けた細長片状の部位を前記周壁部の外側に突出させて構成されている。
上記態様によれば、磁気伝達片は、ヨークの周壁部の一部に設けた細長片状の部位をその周壁部の外側に突出させる態様をなすため、磁気センサに対する磁束の誘導を効率的に行うことが可能で、磁気センサでの検知精度の向上効果が期待できる。
上記モータ装置において、前記ヨークは、前記周壁部に周壁開口部を有し、前記磁気伝達片は、前記周壁開口部における前記底部側の縁部に設けられている。
上記態様によれば、ヨークの周壁部に周壁開口部が設けられ、磁気伝達片は、その周壁開口部におけるヨークの底部側の縁部に設けられるため、ロータの界磁磁石の各磁極から生じる磁束がヨークの底部及び周壁部を進みその先で周壁開口部が磁気抵抗部として機能して、磁気伝達片上に効率良く流れ込むようになる。つまり、磁気センサに対する磁束の誘導をより効率的に行うことができ、磁気センサでの一層の検知精度の向上効果が期待できる。
上記態様によれば、ヨークの周壁部に周壁開口部が設けられ、磁気伝達片は、その周壁開口部におけるヨークの底部側の縁部に設けられるため、ロータの界磁磁石の各磁極から生じる磁束がヨークの底部及び周壁部を進みその先で周壁開口部が磁気抵抗部として機能して、磁気伝達片上に効率良く流れ込むようになる。つまり、磁気センサに対する磁束の誘導をより効率的に行うことができ、磁気センサでの一層の検知精度の向上効果が期待できる。
上記モータ装置において、前記磁気伝達片は、前記周壁開口部における前記底部側の縁部の周方向中央部に設けられている。
上記態様によれば、磁気伝達片は、ヨークの周壁部の周壁開口部におけるヨークの底部側の縁部の周方向中央部に設けられ、ロータの界磁磁石の各磁極から生じる磁束が磁気伝達片上に効率良く流れ込むようになるため、磁気センサでの一層の検知精度の向上効果が期待できる。
上記態様によれば、磁気伝達片は、ヨークの周壁部の周壁開口部におけるヨークの底部側の縁部の周方向中央部に設けられ、ロータの界磁磁石の各磁極から生じる磁束が磁気伝達片上に効率良く流れ込むようになるため、磁気センサでの一層の検知精度の向上効果が期待できる。
上記モータ装置において、前記磁気伝達片の基端部の周方向両側には、前記周壁部が前記底部に向けて切り欠かれた切欠部が設けられている。
上記態様によれば、磁気伝達片の基端部の周方向両側には、ヨークの周壁部が底部に向けて切り欠かれた切欠部が設けられるため、磁気伝達片の径方向外側への折り曲げを好適に行え、また磁気伝達片への磁束の整流効果も期待できる。つまり、磁気伝達片に向かう磁束がより適切なものに絞られて磁気伝達片上の磁気変化がロータの回転に伴う変化としてより顕在化でき、磁気センサでの一層の検知精度の向上効果も期待できる。
上記態様によれば、磁気伝達片の基端部の周方向両側には、ヨークの周壁部が底部に向けて切り欠かれた切欠部が設けられるため、磁気伝達片の径方向外側への折り曲げを好適に行え、また磁気伝達片への磁束の整流効果も期待できる。つまり、磁気伝達片に向かう磁束がより適切なものに絞られて磁気伝達片上の磁気変化がロータの回転に伴う変化としてより顕在化でき、磁気センサでの一層の検知精度の向上効果も期待できる。
上記モータ装置において、前記モータの駆動制御を行う駆動制御装置を前記モータと一体に備えるものであり、前記回転検出装置は、前記駆動制御装置に含まれて構成されている。
上記態様によれば、回転検出装置を含む駆動制御装置がモータと一体に備えられてモータ装置が構成されるため、モータ装置を効率的に構成することが可能となる。
上記モータ装置において、前記ヨークに一体に設けた前記磁気伝達片は、前記駆動制御装置を保持する機能も有している。
上記モータ装置において、前記ヨークに一体に設けた前記磁気伝達片は、前記駆動制御装置を保持する機能も有している。
上記態様によれば、ヨークに一体に設けた磁気伝達片に駆動制御装置を保持する機能を持たせるため、駆動制御装置の保持手段を簡略的に構成することが可能となる。
上記モータ装置において、前記モータは、ステッピングモータにて構成されている。
上記モータ装置において、前記モータは、ステッピングモータにて構成されている。
上記態様によれば、ステッピングモータにおけるロータの回転情報の取得が可能な回転検出装置の部品点数の抑制が図れる。
本発明のモータ装置によれば、回転検出装置の部品点数の抑制、ひいてはモータ装置の部品点数の抑制を図ることができる。
以下、モータ装置の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
図1に示すように、本実施形態の熱交換器10は、電動車両(ハイブリッド車、EV車など)の空調用の冷凍サイクル装置D(ヒートポンプサイクル装置)に用いられる。冷凍サイクル装置Dを備えた車両空調装置は、エバポレータ14によって冷やした空気を車室内に送風する冷房モードと、図示しないヒータコアによって温めた空気を車室内に送風する暖房モードとを切り替え可能に構成されている。また、冷凍サイクル装置Dの冷媒循環回路Daは、冷房モードに対応した循環回路と、暖房モードに対応した循環回路とに切り替え可能に構成されている。なお、冷凍サイクル装置Dの冷媒循環回路Daに流通される冷媒としては、例えばHFC系冷媒やHFO系冷媒を用いることができる。また、冷媒には、コンプレッサ11を潤滑するためのオイルが含まれることが好ましい。
冷凍サイクル装置Dは、冷媒循環回路Daにおいて、コンプレッサ11と、水冷コンデンサ12と、熱交換器10と、膨張弁13と、エバポレータ14(蒸発器)とを備えている。
コンプレッサ11は、車室外のエンジンルームに配置される電動式圧縮機であって、気相冷媒を吸引して圧縮し、それにより過熱状態(高温高圧)となった気相冷媒を水冷コンデンサ12側に吐出する。コンプレッサ11から吐出された高温高圧の気相冷媒は、水冷コンデンサ12内に流入する。なお、コンプレッサ11の圧縮機構としては、スクロール型圧縮機構やベーン型圧縮機構などの各種圧縮機構を用いることができる。また、コンプレッサ11はその駆動源としてのモータの制御によって、冷媒吐出能力が制御されるようになっている。
水冷コンデンサ12は周知の熱交換器であって、冷媒循環回路Da上に設けられた第1熱交換部12aと、冷却水循環装置における冷却水の循環回路C上に設けられた第2熱交換部12bとを備える。なお、当該循環回路C上には、前記ヒータコアが設けられている。水冷コンデンサ12は、第1熱交換部12a内を流れる気相冷媒と第2熱交換部12b内を流れる冷却水との間で熱交換させる。すなわち、水冷コンデンサ12では、第1熱交換部12a内の気相冷媒の熱によって第2熱交換部12b内の冷却水が加熱される一方、第1熱交換部12a内の気相冷媒が冷却されるようになっている。従って、水冷コンデンサ12は、コンプレッサ11から吐出され第1熱交換部12aに流入した冷媒が持つ熱を、冷却水とヒータコアとを介して間接的に車両空調装置の送風空気に放熱させる放熱器として機能する。
水冷コンデンサ12の第1熱交換部12aを通過した気相冷媒は、後述の統合弁装置24を介して熱交換器10に流入する。熱交換器10は、車室外のエンジンルーム内における車両前方側に配置される室外熱交換器であり、熱交換器10の内部を流通する冷媒と、図示しない送風ファンにより送風された車室外空気(外気)との間で熱交換させるものである。
膨張弁13は、熱交換器10から供給された液相冷媒を減圧膨張させる温度感応型の機械式膨張弁である。なお、膨張弁13としては、駆動源をモータとする電動式膨張弁を用いてもよい。膨張弁13は、低温高圧状態の液相冷媒を減圧してエバポレータ14に供給する。
エバポレータ14は、冷房モード時において送風空気を冷却する冷却用熱交換器(蒸発器)である。膨張弁13からエバポレータ14に供給された液相冷媒は、エバポレータ14周辺(車両空調装置のダクト内)の空気と熱交換する。この熱交換によって、液相冷媒が気化し、エバポレータ14周辺の空気が冷却される。その後、エバポレータ14内の冷媒はコンプレッサ11に向けて流出され、該コンプレッサ11で再び圧縮される。
[熱交換器の構成]
熱交換器10は、第1熱交換部21と、過冷却器として機能する第2熱交換部22とを備える。さらに、熱交換器10は、第1及び第2熱交換部21,22と連結された貯液器23と、貯液器23に設けられた統合弁装置24とが一体に構成されてなる。第1熱交換部21の流入路21a及び流出路21bは、統合弁装置24と連通されている。また、第2熱交換部22の流入路22aは、貯液器23及び統合弁装置24と連通されている。
熱交換器10は、第1熱交換部21と、過冷却器として機能する第2熱交換部22とを備える。さらに、熱交換器10は、第1及び第2熱交換部21,22と連結された貯液器23と、貯液器23に設けられた統合弁装置24とが一体に構成されてなる。第1熱交換部21の流入路21a及び流出路21bは、統合弁装置24と連通されている。また、第2熱交換部22の流入路22aは、貯液器23及び統合弁装置24と連通されている。
第1熱交換部21は、内部に流通する冷媒の温度に応じて凝縮器又は蒸発器として機能する。貯液器23は気相冷媒と液相冷媒とを分離し、その分離した液相冷媒が貯液器23内に貯まるように構成されている。第2熱交換部22は、貯液器23から流入した液相冷媒と外気との間で熱交換させることで、該液相冷媒を更に冷却して該冷媒の過冷却度を高め、その熱交換後の冷媒を膨張弁13へと流す。なお、第1熱交換部21、第2熱交換部22及び貯液器23は、例えばボルト締結にて相互に連結されることで一体的に構成されている。
[統合弁装置の構成]
図2に示すように、統合弁装置24は、貯液器23内に配置される弁本体部25と、弁本体部25を駆動させるための単一のモータ26と、モータ26を通じて弁本体部25を制御する統合弁ECU27(モータ制御装置)と、一対の圧力センサ(第1及び第2圧力センサ28,29)とを備えている。なお、本実施形態のモータ26には、ステッピングモータが用いられている。また、統合弁ECU27はモータ26に一体に設けられて、モータ装置MDとして構成されている。
図2に示すように、統合弁装置24は、貯液器23内に配置される弁本体部25と、弁本体部25を駆動させるための単一のモータ26と、モータ26を通じて弁本体部25を制御する統合弁ECU27(モータ制御装置)と、一対の圧力センサ(第1及び第2圧力センサ28,29)とを備えている。なお、本実施形態のモータ26には、ステッピングモータが用いられている。また、統合弁ECU27はモータ26に一体に設けられて、モータ装置MDとして構成されている。
弁本体部25は、内部に冷媒が流通可能に構成されたハウジング30と、ハウジング30内に設けられた第1〜第3弁31〜33とを備えている。ハウジング30には、モータ26が一体に設けられている。
ハウジング30内には、第1流入口41a及び第1流出口41bを有する第1流路41(高圧流路)と、第2流入口42aから第2流出口42bまでの流路である第2流路42と、前記第2流入口42aから第3流出口43bまでの流路である第3流路43(図4(b)参照)とが形成されている。
第1流路41の第1流入口41aは、水冷コンデンサ12(第1熱交換部12a)の吐出側と接続され、第1流路41の第1流出口41bは、第1熱交換部21(熱交換器10)の流入路21aと接続されている。すなわち、第1流路41は、コンプレッサ11から吐出される高圧冷媒を通す高圧流路として構成されている。
第2流入口42aは、第1熱交換部21の流出路21bと接続されている。第2流出口42bは、コンプレッサ11の流入側と接続されている。そして、第3流出口43bは、貯液器23の内部を通じて第2熱交換部22(熱交換器10)の流入路22aと連通されている。
第1弁31(高圧弁)は第1流路41に設けられ、第1流路41の開閉を行う。また、第2弁32は第2流路42に設けられ、第2流路42の開閉を行う。そして、第3弁33は第3流路43に設けられ、第3流路43の開閉を行う。
弁本体部25は、第1〜第3弁31〜33を駆動させるための軸部44をハウジング30内に備えている。軸部44はモータ26と同軸をなして駆動連結され、モータ26の駆動力に基づいて軸方向に進退するように構成されている。なお、以下では、説明の便宜上、軸部44における軸方向のモータ26側(軸方向基端側)を上側とし、軸部44における軸方向の反モータ側(軸方向先端側)を下側として説明する。
第1弁31は、軸部44と軸方向に係合可能とされた第1弁体51と、ハウジング30に固定された第1弁座52とを備えている。第1弁体51は、軸部44が挿通される貫通孔51aを有している。また、第1弁体51は、第1付勢部材53(圧縮コイルばね)によって軸方向の第1弁座52側に付勢されている。
第1弁体51は可変絞り弁54を有している。可変絞り弁54は、軸部44に設けられて軸部44と一体に動作するフランジ状の可変絞り弁体55と、該可変絞り弁体55にて開閉される弁座としての前記貫通孔51aとからなる。
第1弁体51は、可変絞り弁体55と軸方向に係合可能に構成されている。詳しくは、第1弁体51の上側端面には、可変絞り弁体55が内部に配置される筒部51bが一体に設けられ、その筒部51bには、可変絞り弁体55の上側に位置する係合部51cが設けられている。係合部51cは、軸部44が上側に移動したときに可変絞り弁体55と当接するように構成されている。また、筒部51bの周壁には、複数の流路51dが形成されている。
可変絞り弁体55は、第1弁体51の貫通孔51aの上側端部(開口)を開閉可能に構成されている。すなわち、可変絞り弁体55は、軸部44が下側に移動したときに貫通孔51aと当接して該貫通孔51aを閉塞する。なお、貫通孔51aの開口径は第1弁座52の開口径よりも小さい。
上記のように構成された第1弁31では、軸部44が上方に駆動されると、第1弁体51が可変絞り弁体55の上端面との係合によって第1付勢部材53の付勢力に抗して上方に押し上げられ、第1弁座52から離隔する(図4(b)参照)。一方、軸部44が下方に駆動されると、第1弁体51は第1付勢部材53の付勢力によって押し下げられ、第1弁座52に当接して該第1弁座52の開口を閉塞する(図2及び図3(b)参照)。
また、第1弁体51が第1弁座52を閉塞する状態においては、筒部51b内の可変絞り弁体55の軸方向位置を調節することで、貫通孔51aに流れる冷媒の量の調節が可能となっている(図3(b)参照)。これにより、第1流路41に流れる冷媒の量の微調整が可能となっている。また、第1弁体51が第1弁座52を閉塞する状態では、第1流入口41aから流入した高圧冷媒は、貫通孔51aを通って減圧され、低圧の冷媒となって第1流出口41bから第1熱交換部21側に流れる。なお、第1弁座52及び貫通孔51aがともに閉塞されると、第1流路41が閉止される(第1流路41の開口面積がゼロとなる)。
図2及び図4(b)に示すように、第2弁32は、第2弁体61と、ハウジング30に固定された第2弁座62とを備えている。また、第3弁33は、第3弁体71と、ハウジング30に設けられた第3弁座72とを備えている。
第2及び第3弁体61,71は、1つの弁体部材80に設けられている。弁体部材80は、軸部44の軸方向に互いに対向する第2弁座62と第3弁座72との間に配置され、軸部44と軸方向に係合可能に構成されている。なお、第3弁座72は、第2弁座62よりも下側に配置されている。そして、第2弁体61は弁体部材80の上端面に、第3弁体71は弁体部材80の下端面にそれぞれ設けられている。また、弁体部材80は、第2付勢部材81(圧縮コイルばね)によって軸方向の第3弁座72側に付勢されている。第2弁体61及び第3弁体71を有する弁体部材80と、第2及び第3弁座62,72とは三方弁を構成している。なお、上記第1付勢部材53の第1弁体51に対する付勢力は、第2付勢部材81の弁体部材80に対する付勢力よりも大きく設定されている。
図4(b)に示すように、軸部44が上方に駆動されると、弁体部材80は、軸部44の外周面から突出する係合凸部82との係合によって、第2付勢部材81の付勢力に抗して上方に押し上げられ、弁体部材80の第3弁体71が第3弁座72から離隔する。その後、弁体部材80が更に上方に押し上げられると、弁体部材80の第2弁体61が第2弁座62に当接して該第2弁座62の開口を閉塞する。
一方、図2に示すように、軸部44が下方に駆動されると、弁体部材80は第2付勢部材81の付勢力によって押し下げられ、第3弁座72に当接して該第3弁座72の開口を閉塞する。なお、軸部44は、軸部44の下方駆動時において、弁体部材80の上端面と当接可能な当接部83を有している。
統合弁ECU27は、モータ26の回転駆動の際の回転数等の回転情報を取得する。すなわち、統合弁ECU27は、回転検出部27aにて検出するモータ26の回転情報から第1〜第3弁31〜33を開閉駆動する軸部44の軸方向位置を把握しつつ、駆動制御部27bにて軸部44(モータ26)の駆動制御を行う。本実施形態では、図2に示す、第1流路41(第1弁座52及び貫通孔51a)及び第3流路43(第3弁33)が閉止されるときの軸部44の位置(最下端位置)を基準(ゼロ位置)とし、軸部44の上方駆動に伴ってパルス数を足していく。なお、図2は、軸部44が基準位置にあるときの統合弁装置24を示している。
第1圧力センサ28は、第1弁31の上流側(第1流入口41a側)の流路に設けられ、該上流側の圧力を検出して、その情報を統合弁ECU27に出力する。第2圧力センサ29は、第1弁31の下流側(第1流出口41b側)の流路に設けられ、該下流側の圧力を検出して、その情報を統合弁ECU27に出力する。
このように構成された統合弁装置24及び冷凍サイクル装置Dの暖房モード及び冷房モードの各挙動を説明する。
図3(a)(b)に示すように、暖房モードでは、軸部44が定常的に下側位置に配置され、第1弁31(第1弁座52)は閉止、第1流路41の冷媒流量は可変絞り弁54によって調節される。このとき、コンプレッサ11で圧縮され水冷コンデンサ12(第1熱交換部12a)を介して第1流入口41aに供給される高圧冷媒は、可変絞り弁54の貫通孔51aを通って減圧され、低圧冷媒となって第1流出口41bから第1熱交換部21側に流れる。また、このとき、第3弁33が閉止され、第2弁32が開放される。
図3(a)(b)に示すように、暖房モードでは、軸部44が定常的に下側位置に配置され、第1弁31(第1弁座52)は閉止、第1流路41の冷媒流量は可変絞り弁54によって調節される。このとき、コンプレッサ11で圧縮され水冷コンデンサ12(第1熱交換部12a)を介して第1流入口41aに供給される高圧冷媒は、可変絞り弁54の貫通孔51aを通って減圧され、低圧冷媒となって第1流出口41bから第1熱交換部21側に流れる。また、このとき、第3弁33が閉止され、第2弁32が開放される。
統合弁装置24の第1流出口41bから流入路21aを介して第1熱交換部21に流入した冷媒は、第1熱交換部21の内部を通った後、流出路21bを介して統合弁装置24の第2流入口42aに流入する。このとき、第3流路43(第3弁33)が閉止されるとともに、第2流路42(第2弁32)が開放されているため、第2流入口42aから流入した冷媒は、第2流路42の第2流出口42bから吐出される。そして、第2流出口42bから吐出された冷媒は、コンプレッサ11に吸引されて再度圧縮され、水冷コンデンサ12側に吐出される。
図4(a)(b)に示すように、冷房モードでは、軸部44が定常的に上側位置に配置され、第1弁31(第1弁座52)が開放される。また、第3弁33(第3流路43)が開放されるとともに、第2弁32(第2流路42)が閉止される。
コンプレッサ11で圧縮され第1流入口41aに流入する高圧の気相冷媒は、第1弁座52の開口を通じて、減圧されずにそのまま第1流出口41bを介して第1熱交換部21に流入する。冷房モードにおいて、第1熱交換部21は凝縮器として機能する。すなわち、第1熱交換部21を通る冷媒は外気と熱交換し、その一部が液相に変化する。
第1熱交換部21を通った後、流出路21bを介して第2流入口42aに流入した冷媒は、第3流路43を通って第3流出口43bから吐出される。第3流出口43bから吐出された冷媒は、貯液器23及び流入路22aを介して第2熱交換部22に流入する。第2熱交換部22を通った後、該第2熱交換部22から吐出された冷媒は、膨張弁13を介してエバポレータ14に供給される。冷媒は、エバポレータ14での熱交換(送風空気の冷却)後、コンプレッサ11に向けて流出され、コンプレッサ11で再び圧縮される。
[モータ装置の構成]
図5、図6及び図7に示すように、モータ装置MDは、モータ26と統合弁ECU27とが一体に組み付けられて構成されている。
図5、図6及び図7に示すように、モータ装置MDは、モータ26と統合弁ECU27とが一体に組み付けられて構成されている。
本実施形態のモータ26は、ステッピングモータにて構成されており、弁本体部25の上部に配置されている(図2等参照)。モータ26のヨーク101は、弁本体部25側である下側が開放されるとともに上側が閉塞された略円筒状の周壁部101a及び上底部101bを有する有底円筒状をなしており、周壁部101aの下端部が弁本体部25のハウジング30に固定されている。ヨーク101の周壁部101aには、円環状をなすステータ102が内嵌する態様にて収容されている。
ステータ102は、互いに円環状をなす第1及び第2ステータ102A,102Bを有し、互いが同軸上で軸方向に積み重ねられている。第1及び第2ステータ102A,102Bは、互いに略同一構成をなしており、それぞれの給電端子103が近接するように各ステータ102A,102Bの一方側を上下反転させて互いに重ねられている。
第1及び第2ステータ102A,102Bは、自身の軸中心に対して同心円状に巻回されるコイル104と、各ステータ102A,102Bの内周面において周方向に並ぶ複数の爪状磁極部(クローポール)105とを有している。第1及び第2ステータ102A,102Bは、自身のコイル104へのパルス通電(二相通電)に基づき、各爪状磁極部105に現れる磁極が周方向に交互に異なるように構成されている。また、第1及び第2ステータ102A,102Bは、互いに周方向に半ピッチ分ずらして配置されている。なお、本実施形態の爪状磁極部105は周方向に16個設けられて、16磁極の各ステータ102A,102Bとして構成されている。このようなステータ102(第1及び第2ステータ102A,102B)の内側には、ロータ106が回転可能に収容されている。
ロータ106は、略円柱状をなしており、ロータコア107の中心部に回転軸108を有するとともに、ロータコア107の外周面に永久磁石よりなる界磁磁石109が固着されてなる。ロータ106は、第1及び第2ステータ102A,102Bに跨がる態様にて配置されており、界磁磁石109において第1ステータ102Aと径方向に対向する第1磁石部109Aと、第2ステータ102Bと径方向に対向する第2磁石部109Bとしている。なお、本実施形態のロータ106の界磁磁石109(第1及び第2磁石部109A,109B)は周方向に8磁極設けられ、周方向及び各磁石部109A,109B間ともに切れ目無く一様に構成されている。そして、第1及び第2ステータ102A,102Bへの通電により各爪状磁極部105に現れる磁極と界磁磁石109とが作用することで、ロータ106が回転駆動するようになっている。
ロータ106の回転軸108は、図2等で示した弁本体部25の第1〜第3弁31〜33を駆動するための軸部44と駆動連結されている。なお、回転軸108と軸部44との駆動伝達上には図示しない運動変換装置が設けられており、回転軸108の回転運動が軸部44の直動運動に変換されて駆動伝達がなされるようになっている。したがって、モータ26の回転駆動に基づく軸部44の直動運動にて、第1〜第3弁31〜33の開閉動作が行われるようになっている。
モータ26の側方には、統合弁ECU27が設けられている。統合弁ECU27は、図2等で示した回転検出部27aや駆動制御部27b等を構成する各種電子部品が搭載された回路基板110を有している。回路基板110は、自身が略矩形状をなしており、回路基板110に対応する略矩形箱状のECUケース111内に収容されている。ECUケース111は、モータ26のヨーク101の周壁部101aに当接して保持されている。ECUケース111は、自身の長手方向がモータ26の軸方向に沿うように配置、すなわち収容された回路基板110の平面方向がモータ26の軸方向に沿うように配置されている。ECUケース111のモータ26側の面は、ステータ102(第1及び第2ステータ102A,102B)から延びる給電端子103の先端部を挿入する態様にて構成されており、各給電端子103と回路基板110との電気的接続が図られている。ECUケース111は、モータ26の反対側において回路基板110が挿入可能な略矩形状の背面開口部111aを有しており、背面開口部111aが蓋部材112にて閉塞されている。
回路基板110には、各種電子部品の一つとしてホールIC等の磁気センサ113が搭載されている。磁気センサ113は、回路基板110のモータ26側の面に設けられている。磁気センサ113には、モータ26のヨーク101に設けられる磁気伝達片101cの先端部が対向している。
ここで、モータ26のヨーク101の周壁部101aの一部には、給電端子103部分を径方向外側に突出させる目的等から周壁開口部101dが設けられている。周壁開口部101dは、ヨーク101の側方視で略矩形状をなしており、ヨーク101の周壁部101aの下端縁から上方に向けて略2/3程度切り欠かれた開口形状をなしている。換言すると、周壁開口部101dの上側においては、周壁開口部101dの上端縁からヨーク101の上底部101bまでヨーク101の周壁部101aが略1/3程度残されている。周壁開口部101dの上端縁における周方向中央部には、ヨーク101の一部にて形成され細長片状をなす磁気伝達片101cが設けられている。磁気伝達片101cは、ヨーク101の周壁部101aから略直角に折り曲げられ、径方向外側に延びている。このような磁気伝達片101cには、ロータ106の界磁磁石109の各磁極から生じる磁束が流れ込む構造となっている。
すなわち、図5の磁気伝達片101cを含むモータ26の軸方向断面において、ロータ106の界磁磁石109の各磁極から生じる磁束は、同図中の例えばN極から発する磁束のα矢印にて示すように、ヨーク101の上底部101b及び周壁部101aを進みその先で周壁開口部101dが磁気抵抗部として機能することで、磁気伝達片101c上に効率良く流れ込むようになっている。そのため、ロータ106が回転すると、界磁磁石109の回転に伴うその時々の磁気変化が磁気伝達片101c上でも同様に生じるようになっている。またこの場合、磁気伝達片101c上では、ロータ106の回転駆動の際のステータ102側で生じる磁気変化は小さいため、磁気伝達片101c上の磁気変化はロータ106の回転に伴う変化として大きく反映されるものとなっている。さらに、磁気伝達片101cの基端部の周方向両側には、それぞれヨーク101の周壁部101aがヨーク101の上底部101bに向けて若干長さだけ略半円状に切り欠かれた切欠部101eが形成されており、磁気伝達片101cの折り曲げを好適に行えるように機能する以外に、磁気伝達片101cへの磁束の整流効果も期待できる。つまり、磁気伝達片101cに向かう磁束がより適切なものに絞られることになり、磁気伝達片101c上の磁気変化がロータ106の回転に伴う変化としてより顕在化できる効果も期待できる。
このような磁気伝達片101cは、ECUケース111のモータ26側の面に挿入する態様となっており、磁気伝達片101cの先端部と回路基板110上の磁気センサ113とが僅かに離間した状態で対向している。磁気伝達片101cは、上記した磁束を伝達する機能の他、ECUケース111(統合弁ECU27)を保持する機能も有している。磁気伝達片101cの先端部と対向する磁気センサ113は、ロータ106(界磁磁石109)の回転に伴う磁気伝達片101cの先端部の磁気変化を検知し、パルス状の検知信号を統合弁ECU27の回転検出部27aに出力する。回転検出部27aは、パルス状の検知信号に基づきロータ106の回転数等の回転情報を検出し、第1〜第3弁31〜33を開閉駆動する軸部44の軸方向位置を把握する。
ECUケース111の側面には、コネクタ部114が設けられている。コネクタ部114は、回路基板110に電気的に接続される接続端子を含むコネクタ本体部115(図5参照)がECUケース111の側面に設けられるコネクタケース116にECUケース111の内側から嵌挿される態様にて構成されている。コネクタ部114は、図示しない上位ECUやバッテリ等の外部装置から延びる外部コネクタと接続され、外部装置と統合弁ECU27(モータ装置MD)との電気的接続を図る。そして、外部装置と連携した統合弁ECU27によるモータ装置MDの駆動制御に基づいて、統合弁装置24の第1〜第3弁31〜33の開閉制御が行われ、車両空調装置の冷暖房の空調制御が行われるようになっている。
本実施形態の効果について説明する。
(1)ロータ106の回転検出装置として、モータ26のヨーク101に一体に設けられる磁気伝達片101cにロータ106の界磁磁石109の磁極に基づく磁束が伝達され、磁気伝達片101cの先端部に近接配置される磁気センサ113にてロータ106(界磁磁石109)の回転に伴う磁気伝達片101cの先端部での磁気変化を検知することでロータ106の回転情報の取得が行われる。つまり、本実施形態では、磁気センサ113に向けた磁気伝達片101cをモータ26のヨーク101に一体に設けることでロータ106の回転情報の取得が可能であり、ロータ106の回転検出用のセンサ磁石が不要なため、ロータ106の回転検出装置として部品点数の抑制を図ることができ、ひいてはモータ装置MDの部品点数の抑制を図ることができる。
(1)ロータ106の回転検出装置として、モータ26のヨーク101に一体に設けられる磁気伝達片101cにロータ106の界磁磁石109の磁極に基づく磁束が伝達され、磁気伝達片101cの先端部に近接配置される磁気センサ113にてロータ106(界磁磁石109)の回転に伴う磁気伝達片101cの先端部での磁気変化を検知することでロータ106の回転情報の取得が行われる。つまり、本実施形態では、磁気センサ113に向けた磁気伝達片101cをモータ26のヨーク101に一体に設けることでロータ106の回転情報の取得が可能であり、ロータ106の回転検出用のセンサ磁石が不要なため、ロータ106の回転検出装置として部品点数の抑制を図ることができ、ひいてはモータ装置MDの部品点数の抑制を図ることができる。
(2)磁気伝達片101cは、ヨーク101の周壁部101aの一部に設けた細長片状の部位をその周壁部101aの外側に突出させる態様をなすため、磁気センサ113に対する磁束の誘導を効率的に行うことができ、磁気センサ113での検知精度の向上効果が期待できる。
(3)ヨーク101の周壁部101aに周壁開口部101dが設けられ、磁気伝達片101cは、その周壁開口部101dにおける上端縁(ヨーク101の上底部101b側の縁部)に設けられるため、ロータ106の界磁磁石109の各磁極から生じる磁束がヨーク101の上底部101b及び周壁部101aを進みその先で周壁開口部101dが磁気抵抗部として機能して、磁気伝達片101c上に効率良く流れ込むようになる。つまり、磁気センサ113に対する磁束の誘導をより効率的に行うことができ、磁気センサ113での一層の検知精度の向上効果が期待できる。
(4)磁気伝達片101cは、ヨーク101の周壁部101aの周壁開口部101dにおける上端縁の周方向中央部に設けられ、ロータ106の界磁磁石109の各磁極から生じる磁束が磁気伝達片101c上に効率良く流れ込むようになるため、磁気センサ113での一層の検知精度の向上効果が期待できる。
(5)磁気伝達片101cの基端部の周方向両側には、ヨーク101の周壁部101aが上底部101bに向けて切り欠かれた切欠部101eが設けられるため、磁気伝達片101cの径方向外側への折り曲げを好適に行え、また磁気伝達片101cへの磁束の整流効果も期待できる。つまり、磁気伝達片101cに向かう磁束がより適切なものに絞られて磁気伝達片101c上の磁気変化がロータ106の回転に伴う変化としてより顕在化でき、磁気センサ113での一層の検知精度の向上効果も期待できる。
(6)ロータ106の回転検出装置を含む駆動制御装置としての統合弁ECU27がモータ26と一体に備えられてモータ装置MDが構成されるため、本実施形態のモータ装置MDは効率的な構成である。
(7)ヨーク101に一体に設けた磁気伝達片101cに統合弁ECU27を保持する機能を持たせているため、統合弁ECU27の保持手段を簡略的に構成することができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・磁気伝達片101cをヨーク101の周壁部101aの径方向外側に突出させる態様としたが、磁気伝達片101cの突出させる方向はこれに限らず、適宜変更してもよい。また、磁気伝達片101cを一直線状以外の形状としてもよく、磁気伝達片101cの突出長さも図7等にて示す長さに限定されるものではない。
・磁気伝達片101cをヨーク101の周壁部101aの径方向外側に突出させる態様としたが、磁気伝達片101cの突出させる方向はこれに限らず、適宜変更してもよい。また、磁気伝達片101cを一直線状以外の形状としてもよく、磁気伝達片101cの突出長さも図7等にて示す長さに限定されるものではない。
・磁気伝達片101cを周壁開口部101dの上端縁の周方向中央部に設けたが、磁気伝達片101cを設ける位置はこれに限らず、適宜変更してもよい。磁気伝達片101cを設ける位置は、周壁開口部101dの上端縁の周方向中央部に近接する位置に設定することが好ましい。
・磁気伝達片101cへの磁束の誘導を図るべく磁気抵抗部として機能させる周壁開口部101dについて特に言及しなかったが、周壁開口部101dが空間であっても、磁気抵抗の大きい部材にて充実させる態様であってもよい。
・磁気伝達片101cの基端部の周方向両側に略半円状の切欠部101eを設けたが、切欠き形状はこれに限らず、適宜変更してもよい。また、切欠部101eを特に設けなくてもよい。
・ヨーク101に一体に設けた磁気伝達片101cに統合弁ECU27を保持する機能を持たせたが、磁気伝達片101cにその保持機能を特に持たせなくてもよい。
・モータ装置MDとして、ロータ106の回転検出装置を含む統合弁ECU27(駆動制御装置)とモータ26とを一体的に構成したが、単にロータ106の回転検出装置とモータ26とを一体的に構成したものであってもよい。
・モータ装置MDとして、ロータ106の回転検出装置を含む統合弁ECU27(駆動制御装置)とモータ26とを一体的に構成したが、単にロータ106の回転検出装置とモータ26とを一体的に構成したものであってもよい。
・モータ26のステータ102を第1及び第2ステータ102A,102Bを用いる二相構造としたが、単相又は三相以上で構成してもよい。
・モータ26をステッピングモータにて構成したが、他のモータを用いてもよい。
・モータ26をステッピングモータにて構成したが、他のモータを用いてもよい。
・統合弁装置24ではモータ26が上側、弁本体部25を下側として構成したが、配置構成はこれに限らず、適宜変更してもよい。
・車両空調用の冷凍サイクル装置Dの統合弁装置24の駆動源であるモータ装置MDに適用したが、他の装置の駆動源のモータ装置に適用してもよい。
・車両空調用の冷凍サイクル装置Dの統合弁装置24の駆動源であるモータ装置MDに適用したが、他の装置の駆動源のモータ装置に適用してもよい。
26…モータ、27…統合弁ECU(駆動制御装置、回転検出装置)、101…ヨーク、101a…周壁部、101b…上底部(底部)、101c…磁気伝達片(回転検出装置)、101d…周壁開口部、101e…切欠部、102…ステータ、105…爪状磁極部(磁極部)、106…ロータ、109…界磁磁石、113…磁気センサ(回転検出装置)。
Claims (8)
- モータと、前記モータのロータの回転情報を取得するための回転検出装置とを備えるモータ装置であって、
前記モータは、筒状のヨークと、前記ヨーク内に配置されるとともに周方向に複数の磁極部を有するステータと、前記ステータの磁極部と対向する態様の界磁磁石を有するロータとを備え、前記ステータへの通電により前記磁極部に現れる磁極と前記界磁磁石とが作用して前記ロータが回転駆動するように構成されるものであり、
前記回転検出装置は、前記モータのヨークに一体に設けられるとともに前記ロータの界磁磁石の磁極に基づく磁束が伝達される磁気伝達片と、前記磁気伝達片の先端部に近接配置されて前記ロータの回転に伴う前記磁気伝達片の先端部での磁気変化を検知する磁気センサとを備え、前記磁気センサで検知した前記磁気伝達片の先端部での磁気変化に基づいて前記ロータの回転情報を取得可能に構成されていることを特徴とするモータ装置。 - 前記ヨークは、筒状の周壁部と前記周壁部の一端を閉塞する底部とを有する有底筒状をなし、
前記磁気伝達片は、前記周壁部の一部に設けた細長片状の部位を前記周壁部の外側に突出させて構成されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ装置。 - 前記ヨークは、前記周壁部に周壁開口部を有し、
前記磁気伝達片は、前記周壁開口部における前記底部側の縁部に設けられていることを特徴とする請求項2に記載のモータ装置。 - 前記磁気伝達片は、前記周壁開口部における前記底部側の縁部の周方向中央部に設けられていることを特徴とする請求項3に記載のモータ装置。
- 前記磁気伝達片の基端部の周方向両側には、前記周壁部が前記底部に向けて切り欠かれた切欠部が設けられていることを特徴とする請求項3又は4に記載のモータ装置。
- 前記モータの駆動制御を行う駆動制御装置を前記モータと一体に備えるものであり、
前記回転検出装置は、前記駆動制御装置に含まれて構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のモータ装置。 - 前記ヨークに一体に設けた前記磁気伝達片は、前記駆動制御装置を保持する機能も有していることを特徴とする請求項6に記載のモータ装置。
- 前記モータは、ステッピングモータにて構成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のモータ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018111352A JP2019216506A (ja) | 2018-06-11 | 2018-06-11 | モータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018111352A JP2019216506A (ja) | 2018-06-11 | 2018-06-11 | モータ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019216506A true JP2019216506A (ja) | 2019-12-19 |
Family
ID=68919003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018111352A Pending JP2019216506A (ja) | 2018-06-11 | 2018-06-11 | モータ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019216506A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021145242A1 (ja) * | 2020-01-14 | 2021-07-22 | 株式会社不二工機 | 電動弁 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09163687A (ja) * | 1995-11-30 | 1997-06-20 | Jeco Co Ltd | 回転検出機構付直流モータ |
JP2008061316A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Denso Corp | ブラシレスモータ及びモータセンサ |
JP2016111889A (ja) * | 2014-12-10 | 2016-06-20 | 日本電産トーソク株式会社 | ステッピングモータ |
-
2018
- 2018-06-11 JP JP2018111352A patent/JP2019216506A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09163687A (ja) * | 1995-11-30 | 1997-06-20 | Jeco Co Ltd | 回転検出機構付直流モータ |
JP2008061316A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Denso Corp | ブラシレスモータ及びモータセンサ |
JP2016111889A (ja) * | 2014-12-10 | 2016-06-20 | 日本電産トーソク株式会社 | ステッピングモータ |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021145242A1 (ja) * | 2020-01-14 | 2021-07-22 | 株式会社不二工機 | 電動弁 |
JP2021110409A (ja) * | 2020-01-14 | 2021-08-02 | 株式会社不二工機 | 電動弁 |
JP7168232B2 (ja) | 2020-01-14 | 2022-11-09 | 株式会社不二工機 | 電動弁 |
JP2022188260A (ja) * | 2020-01-14 | 2022-12-20 | 株式会社不二工機 | 電動弁 |
JP7368023B2 (ja) | 2020-01-14 | 2023-10-24 | 株式会社不二工機 | 電動弁 |
JP7520425B2 (ja) | 2020-01-14 | 2024-07-23 | 株式会社不二工機 | 電動弁 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5560403B2 (ja) | ステッピングモータ駆動式の制御弁 | |
JP2007139016A (ja) | 電動式コントロールバルブおよび冷凍サイクル装置 | |
US11496036B2 (en) | Valve device | |
US20210086588A1 (en) | Valve device | |
JP7141100B2 (ja) | 電動弁 | |
JP2019216506A (ja) | モータ装置 | |
JPH10220614A (ja) | 電動式制御弁 | |
US11824419B2 (en) | Drive device having drive transmission device | |
JP2009287492A (ja) | 電動圧縮機 | |
JP2022093842A (ja) | 電動弁 | |
JP2019221021A (ja) | モータ制御装置、統合弁装置及び熱交換器 | |
US20210102635A1 (en) | Valve device | |
JP7260159B2 (ja) | ステータユニット、電動弁およびステータユニットの製造方法 | |
JP7240722B2 (ja) | 制御弁、コイルユニットおよびその製造方法 | |
US20210080022A1 (en) | Valve device | |
WO2020100857A1 (ja) | 駆動装置及び弁装置 | |
JP7396228B2 (ja) | 駆動伝達装置及び駆動装置 | |
JP7190170B2 (ja) | 電動弁 | |
JP7192481B2 (ja) | モータ装置、モータ制御装置及び弁装置 | |
JP2019168204A (ja) | モータ制御装置、統合弁装置及び熱交換器 | |
JP2020014280A (ja) | モータ制御装置、統合弁装置及び熱交換器 | |
JP6311444B2 (ja) | 流量制御弁 | |
JP2022093843A (ja) | 電動弁 | |
JP2012237343A (ja) | ステッピングモータ駆動式の制御弁 | |
JP2022014198A (ja) | 電動弁およびロータの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201218 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211013 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211026 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220419 |