CN104052198A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供旋转电机。旋转电机（1）具有：定子（13）；转子（21），其隔着磁隙（2）与定子（13）的径向内侧相对配置；旋转罩（22），其与转子（21）连结，覆盖定子（13）的轴向的一侧的端部；检测部（28），其设置在旋转罩（22）中的定子侧（13）的部位；以及检测部（18），其以光学方式检测被检测部（28）的位置。

Description

旋转电机

技术领域

公开的实施方式涉及旋转电机。

背景技术

公知有具有定子、转子、安装于转子的罩的旋转电机（例如，参照日本专利4572591号公报）。该旋转电机构成为将转子设置在定子的径向外侧的所谓的外转子式。在转子的轴向端部，以覆盖定子的轴向的一侧的方式固定有大致圆环形状的罩。此外，在转子的轴向的另一侧设置有旋转盘，该旋转盘是检测该转子的旋转方向位置的编码器（解析器）的检测对象。

如上所述，上述现有技术的旋转电机为外转子式。因此，能够将设置在转子的轴向端部侧的旋转盘设为较大的直径。其结果是，例如能够在盘外周部设置大量的缝等，从而能够确保高分辨率。

另一方面，与上述相反，公知有将转子设置在定子的径向内侧的所谓内转子式旋转电机。在该情况下，定子位于转子的径向外侧。因此，在如上述现有技术那样将旋转盘设置在转子的轴向端部侧的情况下，为了避免与定子的干扰，不得不将盘设为较小的直径。其结果是，很难在盘外周部设置大量的缝等来确保高分辨率，导致检测精度下降。

发明内容

本公开是鉴于这样的问题点而完成的，目的在于提供一种旋转电机，即使是内转子式的结构，也能够高精度地检测转子的旋转方向位置。

为了解决上述问题，根据本公开，其特征在于具有：定子；转子，其隔着磁隙与所述定子的径向内侧相对配置；罩，其与所述转子连结，覆盖所述定子的轴向的一侧的端部；被检测部，其设置在所述罩中的所述定子侧的部位；以及检测部，其以光学方式检测所述被检测部的位置。

根据本公开的旋转电机，即使是内转子式结构，也能够高精度地检测转子的旋转方向位置。

附图说明

图1是示出实施方式的旋转电机的整体结构的纵剖视图。

图2是从背面侧观察旋转罩的立体图。

图3是图1中的主要部位放大剖视图。

图4是示出将具有被检测部的盘安装在罩上的变形例的旋转电机的整体结构的纵剖视图。

图5是图4中的主要部位放大剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对公开的实施方式进行说明。

＜旋转电机的概要＞首先，使用图1，对本实施方式的旋转电机1的结构进行说明。如图1所示，旋转电机1是具有固定部10和旋转部20的内转子式的直接驱动电机（以下，称作DD电机）。旋转电机1在固定部10的内侧具有旋转部20。

＜固定部＞固定部10具有大致圆筒形状的壳体11（对应于固定部件）、底座部12、定子13和两个轴承14x、14y。此外，轴承14x、14y不限于2个，只要是1个以上即可。在两个轴承14x、14y之间，配置有内外两层的衬圈14A、14B。内周侧的衬圈14A是固定侧的部件。外周侧的衬圈14B是旋转侧的部件。衬圈14A、14B是两个轴承14x、14y的内侧的定位部件。

壳体11将旋转电机1具有的几乎全部结构部件收纳于内部。

底座部12一体地具有基部12a和固定轴部12b。固定轴部12b具有中空管状的形状。该中空管状的形状从基部12a的径向中心朝轴向的一侧（图1中的上侧，以下相同）突出。即，固定轴部12b贯穿壳体11的径向中心位置。在固定轴部12b的突出端侧（图1中的上侧）设置有固定侧辅助部件19。固定侧辅助部件19使一方的轴承14x的外侧成为厚壁。通过固定侧辅助部件19和内周侧的衬圈14A，夹持一方的轴承14x。基部12a具有与壳体11的外径大致相同的外径的圆板形状。基部12a封闭壳体11中的轴向的另一侧（图1中的下侧，以下相同）的开口端。

定子13具有配置在壳体11的内周面的层叠铁心15和卷绕地设置于该层叠铁心15的电枢线圈16。在壳体11的内周面，以沿周向排列的方式在层叠铁心15上设置有多个电枢线圈16。

＜旋转部＞旋转部20具有隔着磁隙2与定子13的径向内侧相对配置的转子21。

＜转子＞转子21具有输出轴23、旋转侧辅助部件24和配置在输出轴23的径向外侧的永久磁铁25。此外，后面将对旋转罩22进行描述。

输出轴23整体构成为大致中空管状。在输出轴23的图1中的上侧的端部形成有凸缘部23a。旋转侧辅助部件24配置在上述固定侧辅助部件19的外周面与输出轴23的内周面之间。并且，输出轴23在凸缘部23a位于壳体11的开口端侧（图1中的上侧）的状态下，通过螺栓26与旋转侧辅助部件24连结。由此，输出轴23与旋转侧辅助部件24的结合体经由轴承14x、14y而固定在轴向上，并以能够旋转的方式支承于固定轴部12b。此外，旋转侧辅助部件24作为从上述轴向的一侧固定一个（图1中的上侧的）轴承14x的第1部件发挥作用。轴承14x相当于第1轴承。此外，输出轴23作为第2部件发挥作用，其从上述轴向的另一侧固定另一个（图1中的下侧的）轴承14y、并且在径向外侧具有与定子13的径向内侧相对的永久磁铁25。轴承14y相当于第2轴承。

在输出轴23的外周面，以沿周向排列的方式设置有多个永久磁铁25。此外，永久磁铁25配置为在径向上隔着磁隙2与定子13的层叠铁心15相对。

此外，在上述结构中，在该例中，转子21中的上述输出轴23和上述旋转侧辅助部件24构成从轴向的一侧（图1中的上侧）和轴向的另一侧（图1中的下侧）对轴承14x、14y进行夹持固定的轴承固定部。并且，在制造旋转电机1时，例如，以夹持两个轴承14x、14y的方式，使用固定侧辅助部件19将具有由输出轴23和旋转侧辅助部件24构成的上述轴承固定部的转子21安装于底座部12。然后，将内含定子13的壳体11安装于底座部12。最后，在转子21的轴向的一侧（图1中的上侧）安装上述旋转罩22。

＜旋转动作的概要＞在上述结构中，通过向定子13的多个电枢线圈16提供电力，在壳体11的内部产生交变磁场。然后，转子21的永久磁铁25由于受到这些交变磁场的引力和斥力而在输出轴23上产生扭矩，旋转部20整体旋转。

＜旋转罩＞并且，在转子21上，以覆盖定子13的轴向的一侧（图1中的上侧）的端部的方式连结有旋转罩22。如图2、图3和上述图1所示，旋转罩22整体为大致圆圈（donut）状（环状）的圆板部件。在旋转罩22与壳体11（或者也可以是定子13）之间形成内部空间4。旋转罩22例如通过未图示的螺栓等安装于输出轴23的凸缘部23a。由此，旋转罩22被配置为覆盖壳体11的上述轴向的一侧（图1和图3中的上侧）的开口端。并且，在旋转罩22的上述轴向的另一侧（图1和图3中的下侧）的底面与定子13的电枢线圈16之间设有间隙3。

旋转罩22具有在与上述轴向垂直的径向（图1、图3中的左右方向）上延伸设置的平板部22b和在平板部22b的外周一体地形成的圆筒部22c。在平板部22b的径向中心部形成有用于使上述输出轴23的上述轴向的一侧端部突出的开口22a。在平板部22b中，形成有用于通过未图示的螺栓安装到输出轴23的凸缘部23a的螺栓孔22d。圆筒部22c以覆盖壳体11的径向外侧的方式，从平板部22b沿轴向延伸设置。此外，圆筒部22c与壳体11（或者也可以是定子13）之间，形成与上述内部空间4的径向外周部连通的规定的防尘通路100。

在旋转罩22中的、定子13侧的部位（具体是面向上述内部空间4的平板部22b的背面）设置有被检测部28。该被检测部28是在平板部22b的背面、以沿着圆筒部22c的内侧的方式绕整周形成的编码器图案缝（参照图2）。此外，在该例中，该编码器图案缝是不贯穿平板部22b的凹缝。这样，通过形成由编码器图案缝构成的被检测部28，能够直接利用现有的旋转罩22。由此，能够在不增加部件数量的情况下构建被检测部28。

如图3所示，在壳体11的一方（在图1中，为图中的上侧）的开口端，以与被检测部28相对的方式配置有检测部18。在该例中，检测部18是以光学方式检测被检测部28的位置的由发光元件和受光元件构成的光学式位置检测传感器。检测部18经由臂状（或者板状）的支承部件17支承于壳体11。换言之，检测部18和被检测部28以面向内部空间4的方式，分别设置于支承部件17和旋转罩22。

如上所述，本实施方式的旋转电机1构成为转子21与定子13的径向内侧相对配置的所谓内转子式。此外，用于进行防尘的旋转罩22与转子21连结地设置。并且，检测部18以光学方式检测设置在该旋转罩22上的被检测部28，由此能够检测转子21的旋转方向位置。

旋转罩22被设定为覆盖定子13的上述轴向的一侧的端部。因此，能够在不受定子13制约的情况下，将旋转罩22的外径设为较大的直径。由此，在设置于该较大直径的旋转罩22的被检测部28中，能够增加上述编码器图案缝的缝数量，能够容易地确保高分辨率。其结果是，能够高精度地检测转子21的旋转方向位置。

此外，在本实施方式中，尤其是，检测部18能够在内部空间4中进行被检测部28的检测而不会暴露于周围环境。因此，检测部18不会由于附着碎屑和尘埃等而使检测精度下降。其结果是，能够可靠地高精度地检测转子21的旋转方向位置。

在本实施方式中，尤其是，旋转罩22具有平板部22b和圆筒部22c。并且，检测部18被配置为在轴向上与平板部22b相对。由此，能够容易且可靠地进行高精度的检测。此外，通过以与内部空间4的外周部连通的方式在圆筒部22c与壳体11之间形成防尘通路100，能够高效地实现内部空间4的防尘。

在本实施方式中，尤其是，如上所述，在制造旋转电机1时，在最后的工序中安装用于设置被检测部28的旋转罩22。由此，即使在为了初始设定检测部18的检测或者使用开始后再次设定而需要进行被检测部28的定位或者各种调整的情况下，也能够在不拆卸按照上述的安装顺序在旋转罩22的安装工序之前已经安装的底座部12、轴承14x、14y、轴承固定部（输出轴23与旋转侧辅助部件24的结合体）、转子21以及壳体11等的情况下，简单地进行定位和各种调整。

在本实施方式中，尤其是，旋转侧辅助部件24从上述轴向的一侧固定上述一方的轴承14x，并且，输出轴23从上述轴向的另一侧固定上述另一方的轴承14y。并且，使这些输出轴23和旋转侧辅助部件24相互连结，构成转子21的上述轴承固定部。由此，能够容易且可靠地实现转子21经由上述两个轴承14x、14y而以能够旋转的方式支承于底座部12的结构。

公开的实施方式不限于上述结构，在不脱离其主旨和技术思想的范围内，可以进行各种变形。以下，说明这样的变形的一例。

＜将盘设置于旋转罩的情况＞在上述实施方式中，在旋转罩22中的位于定子13侧的部位的平板部22b的背面设置作为被检测部28的编码器图案缝，但是并非限定于此。即，例如，如与上述图1、图3对应的图4、图5所示，也可以在旋转罩22中的定子13侧的部位（具体是平板部22b的背面）设置由盘构成的被检测部28。即，在该盘上，例如沿圆筒部22c的内侧的整周上形成有条码和编码器图案缝等。该盘例如附着在平板部22b的背面。

在本变形例中，除了与上述实施方式相同的效果以外，还得到如下效果。即，通过将作为被检测部28的盘固定于旋转罩22的平板部22b，能够在不对旋转罩22自身进行编码器图案缝加工的情况下，容易地构建被检测部28。此外，通过追加地对现有的旋转罩22安装盘，能够容易地构成被检测部28。

此外，在上述实施方式中，说明了旋转电机1为电动机的情况的例子。但是，旋转电机1也可以应用于不是电动机而是发电机的情况。

除了以上已经叙述的以外，可以适当组合利用基于上述实施方式或各变形例的方法。

此外，虽然没有一一进行示例，上述实施方式或各变形例在不脱离其主旨的范围内，可施加各种变更而实施。

Claims (7)

1.一种旋转电机，其特征在于，该旋转电机具有：

定子；

转子，其隔着磁隙与所述定子的径向内侧相对配置；

罩，其与所述转子连结，覆盖所述定子的轴向的一侧的端部；

被检测部，其设置在所述罩中的所述定子侧的部位；以及

检测部，其以光学方式检测所述被检测部的位置。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述罩在与所述定子或者固定于该定子的固定部件之间形成规定的内部空间，

所述被检测部以面向所述内部空间的方式设置在所述罩的所述定子侧的部位，

所述检测部以面向所述内部空间的方式设置于所述定子或者所述固定部件。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

所述罩具有：

平板部，其沿径向延伸设置；以及

圆筒部，其以覆盖所述定子的径向外侧的方式从所述平板部沿所述轴向延伸设置，并且，该圆筒部在与所述定子或者所述固定部件之间形成与所述内部空间的径向外周部连通的规定的防尘通路，

所述被检测部以面向所述内部空间的方式设置于所述平板部。

4.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，

所述被检测部是形成在所述平板部的缝。

5.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，

所述被检测部是固定在所述平板部的盘。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述旋转电机还具有：

轴承，其以所述转子能够旋转的方式支承所述转子；以及

底座部，其固定至少1个所述轴承，

所述转子具有轴承固定部，该轴承固定部从所述轴向的一侧和轴向的另一侧夹持固定所述至少1个轴承。

7.根据权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，

所述轴向的一侧的第1轴承和所述轴向的另一侧的第2轴承分别固定于所述底座部，

所述轴承固定部具有：

第1部件，其从所述轴向的一侧固定所述第1轴承；以及

第2部件，其从所述轴向的另一侧固定所述第2轴承，并且，在径向外侧具有与所述定子的径向内侧相对的永久磁铁，所述第2部件与所述第1部件连结。