CN109923769A - 旋转位置检测装置 - Google Patents

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Abstract

为了提供能减小由传感器磁体与磁传感器间的距离偏差引发的旋转位置检测误差的旋转位置检测装置，包括：传感器磁体(30)，所述传感器磁体(30)产生磁通量；折弯部(34)，所述折弯部(34)对所述传感器磁体进行保持，并具有用于固定于马达(1)的轴(40)的压接部(340)；以及磁传感器(32)，所述磁传感器(32)直接或间接固定于马达，并且配置成在轴的轴向上远离传感器磁体，并对传感器磁体所产生的磁通量进行检测，轴具有将压接部的前端部(341)挡住的抵靠部(403、405、5)。

Description

旋转位置检测装置
技术领域
本发明涉及旋转位置检测装置，涉及例如包括传感器磁体和磁传感器的旋转位置检测装置，其中，上述传感器磁体安装于电动动力转向装置用驱动马达的轴等旋转部，上述磁传感器安装于马达壳体等被旋转部。
背景技术
作为以往所知的用于对马达的旋转速度和旋转位置进行检测的旋转位置检测装置，存在一种包括作为传感器磁体的位置检测用磁体和作为磁传感器的传感器基板的装置(例如，参照专利文献1)。这种情况下的传感器磁体是直接或经由折弯部等固定构件固定于马达轴这样的旋转部，并产生用于对旋转位置进行检测的磁通量的构件。传感器磁体的配置以及形状是沿转轴的圆周方向配置的环状或是配置于转轴端的圆形。磁传感器是安装于马达壳体等非旋转部，并对传感器磁体的旋转所产生的磁通量的变化进行检测，以输出与上述变化对应的信号的元件。根据上述信号，对马达轴等的旋转位置进行检测。
此外，作为另一个旋转位置检测装置，在由筒状的第一周壁部和从上述第一周壁部的轴向端部向内侧延伸的底壁部划分出的空间配置产生用于对旋转体的旋转位置进行检测的磁通量的旋转位置检测用磁体，固定于旋转体的转轴的、由非磁性体构成的固定构件在上述空间内的第一周壁部的内周面具有多个突起部，多个上述突起部在周向上隔开间隔地形成并朝内侧突出(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015－65789号公报
专利文献2：日本专利特开2014－57431号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述专利文献1的旋转位置检测装置中，在发生传感器磁体与磁传感器间的距离偏差或倾斜的情况下，会产生“旋转位置检测误差”。上述“旋转位置检测误差”是在由传感器磁体与磁传感器间的距离偏差引发的、磁传感器进行检测所需的磁通量波动的影响下产生的，或是在由传感器磁体与磁传感器之间的倾斜所造成的旋转时的传感器间的距离偏差引发的磁通量波动的影响下产生的。其结果是，存在使产生转矩发生变动而使性能下降的技术问题。
此外，在上述专利文献1中，对传感器磁体进行保持的折弯部保持于轴，且没有对传感器磁体与磁传感器之间的距离进行限制的构件，从而容易产生传感器磁体与磁传感器间的距离偏差，因而在组装时需要进行位置对准管理。此外，沿转轴的圆周方向配置的环状的传感器磁体配置成远离转轴，因此，因折弯部的倾斜的影响下旋转时的传感器磁体与磁传感器之间的距离偏差较大。因此，成为“旋转位置检测误差”变大的主要原因。
另外，在专利文献2中，对传感器磁体进行保持的折弯部保持于轴，且没有对传感器磁体与磁传感器之间的距离进行限制的构件，因此，传感器磁体与磁传感器之间的距离容易产生偏差。
本发明是为解决上述这种技术问题而作，其目的在于提供一种旋转位置检测装置，能减小由传感器磁体与磁传感器间的距离偏差引发的旋转位置检测误差。
解决技术问题所采用的技术方案
为了实现上述目的，本发明的旋转位置检测装置包括：传感器磁体，所述传感器磁体产生磁通量；折弯部，所述折弯部对所述传感器磁体进行保持，并具有用于固定于马达的轴的压接部；以及磁传感器，所述磁传感器直接或间接固定于所述马达，并且配置成在所述轴的轴向上远离所述传感器磁体，并对所述传感器磁体所产生的磁通量进行检测，所述轴具有将所述压接部的前端部挡住的抵靠部。
发明效果
根据本发明，通过在轴上设有将折弯部的压接部的前端部挡住的抵靠部，所述折弯部对与磁传感器相对配置且用于固定于马达的轴的传感器磁体进行保持，由于传感器磁体与磁传感器间的距离受到限制，因此，能抑制距离偏差，并且能减小旋转位置检测误差。
附图说明
图1是内置有本发明实施方式1的旋转位置检测装置的马达的剖视图。
图2是本发明实施方式1的旋转位置检测装置的剖视图。
图3是本发明实施方式2的旋转位置检测装置的剖视图。
图4是本发明实施方式3的旋转位置检测装置的剖视图。
图5是内置有本发明实施方式4的旋转位置检测装置的马达的剖视图。
图6是内置有本发明实施方式5的旋转位置检测装置的马达的剖视图。
具体实施方式
以下，参照上述图1至图6，以将本发明实施方式的旋转位置检测装置应用于电动动力转向装置用马达的情况为例进行详细说明。
实施方式1
图1所示的马达1包括：马达壳体10；定子11，上述定子11安装于上述马达壳体10；上述定子11内的旋转体4；控制装置2，上述控制装置2与马达壳体10连接；旋转位置检测装置3，上述旋转位置检测装置3设置在上述控制装置2内；以及轴40，上述轴40通过轴承5贯穿旋转体4与控制装置2。
定子11由圆筒状的定子芯部110和绕线111构成，其中，上述定子芯部110由磁性体构成，上述绕线111卷绕于上述定子芯部110。通过对绕线111通有规定的电流，从而在定子芯部110上产生旋转磁场。
旋转体4包括转子41、轴40和轴套42，并且上述旋转体4经由轴承5被保持成能旋转的状态。转子41配置成与定子11的内周面相对，并由圆筒状的转子芯部411和磁体412构成，其中，上述转子芯部411由磁性体构成，上述磁体412配置于上述转子芯部411的外周。通过上述结构，旋转体4在定子芯部110所产生的旋转磁场的作用下获得旋转力。上述旋转力经由轴套42向外部的转向装置(未图示)传递。
旋转位置检测装置3包括传感器磁体30、折弯部34、磁传感器32和磁传感器基板31。传感器磁体30由塑料磁体材料制成，产生磁通量，并在轴40的作用下与旋转体4一体旋转。
如图2所示，轴40具有小径部401与大径部402的台阶部403。小径部401位于轴40的传感器磁体30的部位，大径部402位于转子41一侧。此外，轴40的轴承内圈抵靠部404构成与大径部402一起挡住轴承5的轴承内圈50的另一个台阶部404。
折弯部34由非磁性体的金属材料制成，对例如树脂磁体的传感器磁体30进行保持，并且通过圆筒状的压接部340被嵌合固定于轴40。此外，上述压接部340的朝转子41一侧的轴向延长的前端部341抵靠于轴40的小径部401与大径部402间的台阶部403而被定位。
此外，折弯部34通过嵌件成型加工而与传感器磁体30一体化。传感器磁体30的传感器侧面300成型为与折弯部34的前端部341平行且与圆筒状的压接部340的中心轴正交。
磁传感器32对旋转的传感器磁体30的磁通量变化进行检测，并输出与上述变化对应的信号。此外，磁传感器32在轴向上远离传感器磁体30，并配置成与传感器侧面300相对。磁传感器基板31向控制装置2传递信号。此外，安装有磁传感器32的磁传感器基板31通过螺钉等固定于控制装置壳体21，轴承外圈51嵌入到控制装置壳体21，并通过轴承外圈抵靠部210在轴向上抵靠而被定位。
如图1所示，控制装置2包括控制基板20、控制装置壳体21以及控制罩22。控制基板20接收旋转位置检测装置3的检测信号，并基于微型计算机等的控制信号对定子11的绕线111的电流进行控制。由此，旋转体4旋转，马达1获得所需的旋转力。
此外，在旋转位置检测装置3配置于对轴40的旋转力进行传递的轴套42一侧的情况下，传感器磁体30成为沿轴40的外周方向配置的环状。此时，折弯部34在位于传感器磁体30的内周的部分处，相对于轴40设置轴退让部342。这是为了减小因轴40的热膨胀而产生在传感器磁体30上的应力，并且防止传感器磁体30的破损。
接着，对本发明实施方式1的作用效果进行说明。
根据本实施方式1，对传感器磁体30进行保持的折弯部34变成位于圆筒状的压接部340前端的前端部341抵靠于轴40的小径部401与大径部402间的台阶部403。
此外，通过另外设于轴40上的一个台阶部404，对轴承内圈50进行定位。此外，安装有磁传感器32的磁传感器基板31通过螺钉等固定于控制装置壳体21。轴承外圈51嵌入到控制装置壳体21，并与抵靠部404一起抵靠于轴承外圈抵靠部210而被定位。
因此，能通过提高由夹在传感器磁体30与磁传感器32间的折弯部34、轴40、轴承5和控制装置壳体21构成的结构构件的精度，来抑制传感器磁体30与磁传感器32间的距离偏差。
上述结构构件的精度提高能通过以下的手段实现。
关于折弯部34，通过模具冲压的金属板拉深加工，提高传感器磁体30的安装面与在轴向上延长的压接部340之间的尺寸精度。
此外，关于轴40，通过机械加工，提高小径部401和大径部402间的台阶部403与轴承内圈抵靠部404之间的尺寸精度。
另外，关于控制装置壳体21，通过铸造等成型出整个壳体，并通过对轴承外圈抵靠部210以及磁传感器基板31的基板支承部211进行局部机械加工来提高精度。另外，轴承5能通过成品件预先确保精度。
因而，通过提高夹在传感器磁体30与磁传感器32间的折弯部34、轴40、轴承5和控制装置壳体21的结构构件的精度，能使对传感器磁体30进行保持的折弯部34的前端部341抵靠于轴40的小径部401与大径部402间的台阶部403，并将轴承内圈50抵接于大径部402和台阶部404来进行组装。由此，组装管理容易且能抑制传感器磁体30与磁传感器32间的距离偏差。
另外，折弯部34通过嵌件成型加工而与传感器磁体30一体化。由此，传感器磁体30的传感器侧面300成型为与折弯部34的前端部341平行且与另一方的圆筒状的压接部340的中心轴正交。因此，无论折弯部34的面精度如何，通过以使传感器侧面300与前端部341平行且与压接部340的中心轴正交的方式进行嵌件成型，能抑制传感器侧面300与磁传感器32的倾斜偏差。
假设在通过粘接或铆接加工等将预先成型出的传感器磁体30固定于折弯部34的情况下，若不提高折弯部34与传感器磁体30之间的粘接面精度，则在传感器侧面会产生倾斜。此外，为了确保粘接强度，需要采用大的粘接面积，因此，粘接面精度的确保变得更难。
另一方面，在本结构的嵌件成型的情况下，由于只要注重传感器侧面300相对于前端部341以及压接部340的中心轴的尺寸精度来进行成型，因此，与利用粘接等进行固定相比，更容易确保精度。
另外，通过将旋转位置检测装置3配置于对轴40的旋转力进行传递的轴套42一侧，并将传感器磁体30设成配置于轴40的外周方向的环状结构，从而能提高马达1的设计自由度，且能实现使传感器磁体30与磁传感器32间的距离偏差或倾斜得以抑制的旋转位置检测装置3。
实施方式2
在图3所示的本实施方式2中，去除上述实施方式1中的小径部401与大径部402间的台阶部403，取而代之的是，将图2的轴40的大径部402替换为不同构件的环状轴间隔件405。
上述轴间隔件405配置在轴承内圈50与折弯部34的前端部341之间。因此，对传感器磁体30进行保持的折弯部34根据轴间隔件405的轴向尺寸而被定位。另外，上述轴间隔件405也可以不与轴承内圈50接触，而是分开。
接着，对本实施方式2的作用效果进行说明。
根据本实施方式2，通过确保轴间隔件405的轴向的尺寸精度，能抑制传感器磁体30与磁传感器32间的距离偏差。相较于上述实施方式1，轴40无需注重小径部401和大径部402间的台阶部403与轴承内圈抵靠部404之间的尺寸精度。
因此，通过使对传感器磁体30进行保持的折弯部34的前端部341抵接于轴间隔件405来进行组装，能使组装管理容易且能抑制传感器磁体30与磁传感器32间的距离偏差。
实施方式3
在图4所示的本实施方式3中，将上述实施方式1中的图2的轴40的大径部402替换为轴承5、尤其是轴承内圈50。因此，对传感器磁体30进行保持的折弯部34变成圆筒状的压接部340通过沿轴向延长的前端部341抵靠于轴承内圈50而被定位。
接着，对本实施方式3的作用效果进行说明。
根据本实施方式3，通过提高传感器磁体30相对于折弯部34的安装面与沿轴向延长的压接部340的前端部341之间的精度，能抑制传感器磁体30与磁传感器32间的距离偏差。
因此，轴40无需像上述实施方式1那样，注重小径部401和大径部402间的台阶部403与轴承内圈抵靠部404之间的尺寸精度。此外，相较于上述实施方式2，无需注重轴间隔件405的轴向的尺寸精度。
因此，通过使对传感器磁体30进行保持的折弯部34抵靠于轴承内圈50来进行组装，从而能使组装管理容易且能抑制传感器磁体30与磁传感器32间的距离偏差。
实施方式4
图5所示的本实施方式4成为在马达1a中，旋转位置检测装置3a配置于与对轴40a的旋转力进行传递的轴套42a一侧相反的一侧的结构。此时，传感器磁体30a变成配置于轴40a的轴端的圆形。此外，传感器32a配置成相对于传感器磁体30a朝使轴延长的方向移动，并与传感器侧面300a相对。其他结构及作用与上述相同，因此，省略说明。
接着，对本实施方式4的效果进行说明。
根据本实施方式4，通过采用上述配置结构，能获得与上述实施方式3相同的效果。此外，能构成马达1a的设计自由度得以提高且传感器磁体30a与磁传感器32a间的距离偏差(包括倾斜)得以抑制的旋转位置检测装置3a。
实施方式5
图6所示的本实施方式6除了图4的马达1的轴40由轴40b1和埋入到上述轴40b1的轴40b2构成这一点之外，均与图4相同。
即，旋转体4的轴40b1由S45C材料等磁性体制成，并构成转子侧，轴40b2由SUS304材料等非磁性体制成，并构成旋转位置检测装置3b。或者，也可以将图4的马达1的轴40全部由非磁性体构成。
旋转动作中的马达1会因产生于定子芯部110的旋转磁场和旋转的转子41的磁体412的磁通量等而会产生磁场噪声。在轴40由磁性体制成的情况下，磁场噪声在轴40中传导，而对磁传感器32产生影响。
接着，对本实施方式5的作用效果进行说明。
根据本实施方式4，旋转位置检测装置3由于通过磁传感器32进行位置检测，因此，容易受到磁场噪声的影响。因此，旋转位置检测装置3理想的是使定子芯部110以及转子41远离磁体412的配置。
本实施方式5是鉴于这些配置限制而作的，能提供一种使结构部件得以削减、使组装管理容易且使传感器磁体30a与磁传感器32a间的距离偏差(包括倾斜)得以抑制的旋转位置检测装置3a。
(符号说明)
1、1a、1b马达；10马达壳体；2控制装置；20控制基板；21控制装置壳体；22控制罩；3、3a旋转位置检测装置；4旋转体；41转子；411转子芯部；412磁体；5轴承；50轴承内圈；51轴承外圈；11定子；110定子芯部；111绕线；30、30a传感器磁体；31磁传感器基板；32、32a磁传感器；34折弯部；40、40a、40b1、40b2轴；42、42a轴套；210轴承外圈抵靠部；211基板支承部；300、300a传感器侧面；340压接部；341前端部；342轴退让部；401小径部；402大径部；403、404台阶部；405轴间隔件。

Claims (10)

1.一种旋转位置检测装置，其特征在于，包括：
传感器磁体，所述传感器磁体产生磁通量；
折弯部，所述折弯部对所述传感器磁体进行保持，并具有用于固定于马达的轴的压接部；以及
磁传感器，所述磁传感器直接或间接固定于所述马达，并且配置成在所述轴的轴向上远离所述传感器磁体，并对所述传感器磁体所产生的磁通量进行检测，
所述轴具有将所述压接部的前端部挡住的抵靠部。
2.如权利要求1所述的旋转位置检测装置，其特征在于，
所述抵靠部是由所述轴的直径差形成的台阶部。
3.如权利要求1所述的旋转位置检测装置，其特征在于，
所述抵靠部是固定于所述轴的外周的环状的轴间隔件。
4.如权利要求1所述的旋转位置检测装置，其特征在于，
所述抵靠部是为了使连接于所述马达的控制装置对所述轴进行旋转支承而设置的轴承。
5.如权利要求2所述的旋转位置检测装置，其特征在于，
所述轴的、供所述压接部固定的非磁性体的小径轴嵌入到磁性体的大径轴，以形成所述台阶部。
6.如权利要求1至5中任一项所述的旋转位置检测装置，其特征在于，
所述传感器磁体是设置在安装于所述轴的轴套一侧时沿所述轴的外周方向配置的环状的传感器磁体。
7.如权利要求1至5中任一项所述的旋转位置检测装置，其特征在于，
所述传感器磁体是设置在与安装于所述轴的轴套相反一侧时配置于所述轴的端部的圆形的传感器磁体。
8.如权利要求1至7中任一项所述的旋转位置检测装置，其特征在于，
所述折弯部由非磁性体的金属材料构成。
9.如权利要求1至8中任一项所述的旋转位置检测装置，其特征在于，
所述折弯部在位于所述传感器磁体的内周的部分处具有轴退让部，所述轴退让部用于减小因所述轴的热膨胀而产生于传感器磁体的应力。
10.如权利要求1至8中任一项所述的旋转位置检测装置，其特征在于，
所述折弯部通过嵌件成型加工而与所述传感器磁体一体化。
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