DE102005013326B4

DE102005013326B4 - Elektrischer Motor

Info

Publication number: DE102005013326B4
Application number: DE102005013326.6A
Authority: DE
Inventors: Noboru Tsuge; Toshihiro Matsuura; Hideji Tani; Masafuyu Sano
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2021-09-23
Anticipated expiration: 2025-03-23
Also published as: DE102005013326A1; US20050206254A1; JP2005269875A; JP4468033B2; US7193343B2

Abstract

Elektromotor mit:einer Platte (5), welche aus Metall besteht, wobei die Platte (5) eine erste Oberfläche aufweist und eine zweite Oberfläche aufweist, welche gegenüber der ersten Oberfläche angeordnet ist;einem an der ersten Oberfläche der Platte (5) befestigten Stator (3), wobei der Stator einen Statorkern (7) und eine um den Statorkern (7) gewickelte Spule (9) beinhaltet;einem Rotor (4), welcher drehbar im Inneren des Stators (3) angeordnet ist, wobei der Rotor (4) einen Rotorkern (10) und einen an dem Rotorkern (10) angebrachten Magneten (11) aufweist undwobei der Rotor (4) eine Welle (16) umfasst, die direkt mit dem Rotorkern (10) verbunden ist und wobei die Welle (16) axiale Enden aufweist; undeinem Steuerkreis (35) zum Anlegen eines Ansteuerungsstroms an der Spule (9) des Stators (3) gemäß der Drehposition des Rotors (4), wobei der Elektromotor gekennzeichnet ist durch:ein Schaltkreissubstrat (26), welches an der zweiten Oberfläche der Platte (5) angebracht ist, wobei das Schaltkreissubstrat (26) eine erste Substratoberfläche und eine zweite Substratoberfläche aufweist, die erste Substratoberfläche die zweite Oberfläche der Platte (5) berührt und die zweite Substratoberfläche gegenüber der ersten Substratoberfläche angeordnet ist,einen Drehsensor (36) zum Erfassen der Drehposition des Rotors (4),wobei der Drehsensor (36) an der ersten Substratoberfläche angebracht ist, der Steuerkreis (35) an der zweiten Substratoberfläche angebracht ist und der Rotationssensor (36) ein Erfassungssignal der Drehposition des Rotors (4) an den Steuerkreis (35) sendet,wobei die erste Substratoberfläche des Schaltkreissubstrats (26) einen Abschnitt aufweist, welcher einem der axialen Enden der Welle (16) zugewandt ist, und wobei der Abschnitt der ersten Substratoberfläche die zweite Oberfläche der Platte (5) berührt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor, welcher die Drehposition eines Rotors durch einen Drehsensor erfasst und einen Steuerkreis zum Steuern eines Ansteuerungsstroms basierend auf der erfassten Drehposition enthält.
Ein typischer Fahrzeugmotor beinhaltet eine Zeitgebe- bzw Taktvorrichtung für ein verstellbares Ventil, welches das Timing des Ventils gemäß dem Betriebszustand des Motors verändert. Die Zeitgebervorrichtung des verstellbaren Ventils verändert die Rotationsphase einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle des Motors. Die Zeitgebervorrichtung des verstellbaren Ventils verwendet beispielsweise einen Schrittmotor als Antriebsquelle (siehe japanische Offenlegungsschrift JP H11- 153 008 A ).
Im Allgemeinen ist es schwierig die Rotationsphase mit einer hohen Genauigkeit unter Verwendung eines Schrittmotors zu steuern und Maßnahmen zum Verhindern eines Synchronismusverlusts, wie im vorangehenden Patentdokument offenbart wurde, sind auch notwendig. Daher wurde eine Zeitgebervorrichtung eines verstellbaren Ventils zum Durchführen einer sehr genauen Steuerung vorgeschlagen, welcher anstelle des Schrittmotors einen bürstenlosen Motor verwendet.
4 zeigt einen herkömmlichen bürstenlosen Motor 51. Wie in 4 gezeigt, weist der bürstenlose Motor 51 ein im Wesentlichen tassenförmiges Gehäuse 52 auf. Das Gehäuse 52 enthält einen Stator 53 und einen Rotor 54 einer Art mit einem eingebetteten Magneten. Die Öffnung des Gehäuses 52 ist durch einen Aluminiumrahmen 55 verschlossen.
Der Stator 53 ist zylindrisch und beinhaltet einen Statorkern 57 mit Zähnen und eine um die Zähne gewickelte Spule 59. Der Rotor 54 ist drehbar im Inneren des Stators 53 untergebracht. Der Rotor 54 beinhaltet einen Rotorkern 60, welcher durch scheibenähnliche Schichtkernbleche gebildet ist. Eine sich drehende Welle 62 wird in eine in der Mitte des Rotorkerns 60 gebildete Durchgangsöffnung 61 eingeführt. Die sich drehende Welle 62 wird drehbar durch die Lager 63 getragen, welche jeweils im Gehäuse 52 oder dem Aluminiumrahmen 55 vorgesehen sind.
Ein Sensormagnet 65 zum Erfassen der Position ist auf dem Endabschnitt des Rotors 54 befestigt. Ein Drehsensor 66 befindet sich im Gehäuse 52 gegenüber dem Sensormagneten 65. Der Drehsensor 66 erfasst die Drehposition des Rotors 54 und sendet ein Erfassungssignal an einen außerhalb des Motors vorgesehenen Steuerkreis 68. Der Steuerkreis 68 legt einen Ansteuerungsstrom an der Spule 59 des Stators 53 gemäß der Drehposition des Rotors 54 an. Ein sich drehendes Magnetfeld wird im Stator 53 erzeugt während der Ansteuerungsstrom an der Spule 59 angelegt ist. Das sich drehende Magnetfeld dreht den Rotor 54.
Da der Steuerkreis 68 nach dem herkömmlichen bürstenlosen Motor 51 separat vorgesehen ist, muss der Drehsensor 66 im Motor jedoch mit einem Anschlussdraht bzw. einer Verbindungsleitung oder ähnlichem am Steuerkreis 68 angeschlossen sein. Folglich werden die Kosten durch das Vorsehen des Verdrahtungsmaterials, wie z.B. einem Anschlussdraht, und Befestigungselements zum Befestigen des Verdrahtungsmaterials erhöht. Es ist auch erforderlich einen Platz zum Anordnen des Anschlussdrahtes vorzusehen.
In der DE 698 27 376 T2 ist ein elektrischer Motor mit einem Rotor beschrieben, welcher von Lagern gestützt ist. Ein Motorachsenwinkelsensor ist an einem Lagergehäuse vorgesehen und mit elektrischen Komponenten einer Platine verbunden. Die Platine ist in einer Kammer angeordnet, welche mit einer Vergussmasse gefüllt ist.
Die DE 44 18 000 A1 bechreibt einen elektronisch gesteuerten Elektromotor mit einer drehbar gelagerten Rotorwelle. An einem Seitenabschnitt eines Lagerschilds ist ein Reglergehäuse vorgesehen, in welchem eine Leiterplatte angeordnet ist. Das Reglergehäuse ist thermisch und mechanisch von dem Motorgehäuse entkoppelt.
In der US 5 200 661 A ist ein nuten- und bürstenloser Elektromotor mit einer großen Luftlücke beschrieben. Der Elektromotor weist einen Stator mit einer Erregerwicklung und einem Erregerjoch auf. Windungen der Erregerwicklung haben eine polygonale Form und sind bezüglich einander versetzt angeordnet.
Die JP 2003 - 079 090 A beschreibt eine rotierende Vorrichtung mit einem Sensorsubstrat, welches an einer äußeren Oberfläche eines Stützelements montiert ist. Auf dem Sensorsubstrat sind Magnetsensoren angebracht, welche ein Magnetfeld eines Magneten eines Rotors erfassen. Eine Welle des Rotors durchdringt ein Durchgangsloch des Stützelements.
Die DE 29 914 216 U1 beschreibt eine Positionierstruktur für den Rotor eines Motors. Der Rotor ist an einer Welle befestigt, welche drehbar in einem Achsrohr durch ein Lager gehalten wird. Ein Stator ist an einem Außenumfang des Achsrohrs und innerhalb des Rotors angeordnet. An dem Außenumfang des Achsrohrs ist weiterhin eine Schaltungsplatte angeordnet. Ein oberes axiales Ende der Welle ist mit dem Rotor verbunden und ein unteres axiales Ende der Welle wird von einem Pivot-Element gestützt.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen miniaturisierten Elektromotor zu liefern, welcher die miniaturisierten Herstellungskosten verringert.
Um die vorangehende und andere Aufgaben gemäß dem Zweck der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, ist ein Elektromotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgesehen.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung hervorgehen, welche in Verbindung mit den anhängenden Zeichnungen genommen wurde, welche mittels eines Beispiels die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
Die Erfindung zusammen mit den Aufgaben und Vorteilen derselben kann am besten in Bezug auf die folgende
Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen erklärt werden, in welchen:

1 eine Querschnittsansicht ist, welche einen bürstenlosen Motor nach einer Ausführungsform veranschaulicht;
2 eine Querschnittsansicht ist, welche einen veränderten bürstenlosen Motor veranschaulicht;
3 eine Querschnittsansicht ist, welche einen anderen veränderten, bürstenlosen Motor veranschaulicht; und
4 eine Querschnittsansicht ist, welche einen bürstenlosen Motor des Stands der Technik veranschaulicht.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Ein Elektromotor der bevorzugten Ausführungsform ist ein bürstenloser Motor 1, welcher für eine Zeitgebervorrichtung 71 eines verstellbaren Ventils eines Fahrzeugsmotors 70 verwendet wird und eine elektrische Ansteuereinheit (EDU) 25 zum Antreiben des bürstenlosen Motors 1 enthält.
Wie in 1 gezeigt, weist der bürstenlose Motor 1 ein im Wesentlichen tassenförmiges Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 enthält einen Stator 3 und einen Rotor 4 einer Art mit einem eingebetteten Magneten. Die Öffnung des Gehäuses 2 ist durch einen Aluminiumrahmen 5, d.h. eine Aluminiumplatte verschlossen.
Der Stator 3 ist zylinderförmig und beinhaltet einen Statorkern 7 mit Zähnen und eine Spule 9, welche über einen Isolator 8 um die Zähne gewickelt ist. Der Stator 3 erzeugt ein sich drehendes Magnetfeld, wenn ein Ansteuerungsstrom an der Spule 9 angelegt wird.
Das Gehäuse 2 weist einen Abschnitt 2a mit einem großen Durchmesser, welcher im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Statorkern 7 aufweist, und einen Abschnitt 2b mit einem kleinen Durchmesser auf, welcher einen kleineren Durchmesser als der Abschnitt 2a mit einem großen Durchmesser aufweist. Der Stator 3 ist im Abschnitt 2a mit einem großen Durchmesser des Gehäuses 2 untergebracht und stößt gegen eine Stufe zwischen dem Abschnitt 2a mit einem großen Durchmesser und dem Abschnitt 2b mit einem kleinen Durchmesser. Der Umfangsabschnitt des Stators 3 ist zwischen der Stufe des Gehäuses 2 und einem von einer ersten Oberfläche des Aluminiumrahmens 5 vorstehenden Vorsprung 5a angeordnet. Der Stator 3 ist folglich sicher befestigt.
Der Rotor 4 ist drehbar im Inneren des Stators 3 angeordnet. Der Rotor 4 beinhaltet einen durch scheibenähnliche Schichtkernbleche gebildeten Rotorkern 10. Ein Dauermagnet 11 wird in einen Schlitz eingeführt, welcher im Rotorkern 10 gebildet ist. Eine Befestigungsplatte 12 befindet sich auf jedem axialen Ende des Rotorkerns 10. Ein Crimpstift 13 ist in Durchgangsöffnungen eingeführt, welche im Rotorkern 10 und den Befestigungsplatten 12 gebildet sind, um den Rotorkern 10 und die Befestigungsplatten 12 zu crimpen. Folglich ist der Dauermagnet 11 im Schlitz derart befestigt, dass sich der Dauermagnet 11 nicht vom Schlitz löst, welcher im Rotorkern 10 gebildet ist.
Eine Durchgangsöffnung 15 ist in der Mitte des Rotorkerns 10 gebildet. Eine sich drehende Welle 16 wird in die Durchgangsöffnung 15 eingeführt. Der Rotorkern 10 der bevorzugten Ausführungsform ist direkt an der sich drehenden Welle 16 befestigt. Der Rotorkern 10 kann jedoch über ein Eingriffselement an der sich drehenden Welle 16 befestigt sein, welches sich zwischen denselben befindet.
Die sich drehende Welle 16 wird drehbar durch das erste und zweite Lager (Kugellager) 17, 18 getragen, welche jeweils im Gehäuse 2 oder dem Aluminiumrahmen 5 vorgesehen sind. Genauer ist ein Abschnitt 19 zur Unterbringung in einem Mittelabschnitt des Aluminiumrahmens 5 vorgesehen. Ein Außenring des Lagers 18 ist über ein elastisches Elemente 20 an der Innenumfangsfläche des Abschnitts 19 zur Unterbringung befestigt und der Innenring des Lagers 18 ist an der sich drehenden Welle 16 befestigt. Das Lager 18 liefert einen Spalt G zwischen der sich drehenden Welle 16 und dem Aluminiumrahmen 5 und hält die sich drehende Welle 16 derart, dass das Ende der sich drehenden Welle 16 nicht gegen den Aluminiumrahmen 5 stößt. Da sich das elastische Element 20 zwischen dem Außenring des Lagers 18 und dem Unterbringungsabschnitt 19 des Aluminiumrahmens 5 befindet, wird eine Übertragung der Schwingung des Rotors 4 zum Aluminiumrahmen 5 verhindert.
Ein Unterbringungsabschnitt 21 ist auch im Mittelabschnitt des Gehäuses 2 gebildet. Ein Außenring des Lagers 17 ist an der Innenumfangsfläche des Abschnitts 21 zur Unterbringung befestigt und ein Innenring des Lagers 17 ist an der sich drehenden Welle 16 befestigt. Das Lager 17 hält drehbar den mittleren Abschnitt der sich drehenden Welle 16. Zudem ist eine Öldichtung 22 im Unterbringungsabschnitt 21 des Gehäuses 2 auf der Außenseite des Lagers 17 vorgesehen. Die Öldichtung 22 dichtet einen Spalt zwischen dem Unterbringungsabschnitt 21 des Gehäuses 2 und der sich drehenden Welle 16 ab.
Ein ringförmiger Sensormagnet 24 ist an der Innenfläche des Rotors 4 befestigt, um einstückig mit dem Rotor 4 drehbar zu sein. Der Sensormagnet 24 ist zum Erfassen der Drehposition des Rotors 4 vorgesehen. Der Sensormagnet 24 beinhaltet Nordpole und Südpole, welche abwechselnd in vorbestimmten Winkelabständen angeordnet sind.
Gemäß dem bürstenlosen Motor 1 der bevorzugten Ausführungsform befindet sich die elektrische Ansteuereinheit (EDU) 25 zum Antreiben des Motors 1 auf einer zweiten Oberfläche des Aluminiumrahmens 5, welche sich gegenüber der Oberfläche (erste Oberfläche) befindet, an welcher der Stator 3 befestigt ist. Eine Motorabdeckung 30 ist angebracht, um ein Schaltkreissubstrat 26 der EDU 25 und ein Schaltkreiselement 28 des Stromversorgungspults 27 abzudecken.
Genauer ist ein Steckergehäuse 31 der EDU 25 am Aluminiumrahmen 5 in der Motorabdeckung 30 befestigt. Die Anschlüsse 32 befinden sich im Steckergehäuse 31. Die Anschlüsse 32 beinhalten beispielsweise einen Antriebsquellenanschluss zum Anlegen eines dreiphasigen Ansteuerungsstroms und einen Signalanschluss zum Übertragen und Empfangen von Steuersignalen zu und von einer ECU (nicht gezeigt) zum Steuern des Motors. Ein Leitungsanschluss 33, welcher sich vom Stromversorgungsanschluss 32 erstreckt, steht aus dem Steckergehäuse 31 vor. Der Leitungsanschluss 33 ist an einem Stromversorgungsanschluss 34 des Stators 3 durch eine Widerstandsschweißung angeschlossen. Zudem ist das Ende der Spule 9 mit dem Stromversorgungsanschluss 34 des Stators 3 verschweißt.
Das Schaltkreissubstrat 26, d.h. ein EDU-Substrat 26, welches aus einem Keramiksubstrat gebildet ist, ist am Aluminiumrahmen 5 befestigt. Ein Steuerkreis 35 ist auf dem Schaltkreissubstrat 26 gebildet. Die Drehsensoren, welche in dieser Ausführungsform integrierte Hall-Schaltungen 36 sind, sind an zum Sensormagnet 24 weisenden Positionen auf dem Schaltkreissubstrat 26 angebracht. In dieser Ausführungsform sind drei integrierte Hall-Schaltungen 36 am Schaltkreissubstrat 26 um die sich drehende Welle 16 in vorbestimmten Winkelabständen befestigt, um einen dreiphasigen, elektromagnetischen Schalkreis zu steuern.
Jede integrierte Hall-Schaltung 36 erfasst die Drehposition des Rotors 4 und sendet ein Erfassungssignal an den Steuerkreis 35. Die integrierten Hall-Schaltungen 36 dieser Ausführungsform sind jeweils in einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen 38 untergebracht, welche im Aluminiumrahmen 5 gebildet sind. Folglich sind die integrierten Hall-Schaltungen 36 zwischen dem Aluminiumrahmen 5 und dem Schaltkreissubstrat 26 eingebettet. Dies verhindert eine Vergrößerung im axialen Maß des Substrates 26 und Rahmens 5 aufgrund eines axialen Vorsprungs der integrierten Hall-Schaltungen 36. Dies verhindert auch, dass die Empfindlichkeit des Sensors aufgrund von in dem aus Metall bestehenden Aluminiumrahmen 5 erzeugten Wirbelströmen abnimmt.
Das Stromversorgungspult 27 ist auf der oberen Reihe (rechte Seite des Steckergehäuses 31, wie in 1 gezeigt) des Schaltkreissubstrates 26 angeordnet. Ein Entstörfilter 39, welcher einen Abgleichkondensator 28a und eine Drosselspule 28b beinhaltet, ist auf dem Stromversorgungspult 27 neben der stromspeisenden Verdrahtung gebildet. Der Entstörfilter 39 beseitigt Störungen von einem dreiphasigen Ansteuerungsstrom, welcher am Motor angelegt ist, und verhindert die Erzeugung einer Motorstörung.
Der am Schaltkreissubstrat 26 angebrachte Steuerkreis 35 erfasst die Drehposition des Rotors 4 durch die Erfassungssignale von den integrierten Hall-Schaltungen 36. Der Steuerkreis 35 erzeugt basierend auf Steuersignalen von der ECU (Signale, welche die Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit befehlen) und der Drehposition des Rotors 4 ein Motorantriebssignal. Der Steuerkreis 35 sendet das Motorantriebssignal durch die Anschlüsse 32 im Steckergehäuse 31 an die ECU. Nach dem Empfang des Motorantriebssignals legt die ECU einen Ansteuerungsstrom am Anschluss 32 der Antriebsquelle des Motors 1 derart an, dass das Timing der Erregung der Spule 9 geeignet sein wird. Der Ansteuerungsstrom wird dann durch das Stromversorgungspult 27 an der Spule 9 des Stators 3 angelegt. Folglich wird ein sich drehendes Magnetfeld im Strator 3 erzeugt und das sich drehende Magnetfeld dreht den Rotor 4.
Die bevorzugte Ausführungsform liefert die folgenden Vorteile.

(1) Das Schaltkreissubstrat 26, auf welchem der Steuerkreis 35 befestigt ist, ist an der Oberfläche des Aluminiumrahmens 5 angebracht, welcher der Oberfläche gegenüberliegt, an welcher der Stator 3 befestigt ist. Die Drehsensoren, welche in dieser Ausführungsform die integrierten Hall-Sensoren 36 sind, sind auf dem Schaltkreissubstrat 26 befestigt. Im Gegensatz zum herkömmlichen bürstenlosen Motor 51, ist der Anschlussdraht zum Anschließen des sich außerhalb des Elektromotors befindenden Steuerkreises 68 am sich innerhalb des Elektromotors befindenden Drehsensors 66 nicht notwendig. Folglich muss kein Platz zum Anordnen des Anschlussdrahtes vorgesehen werden. Der Stator 3 und der Rotor 4 einer Art mit einem eingebetteten Magneten befinden sich auf einer der Befestigungsflächen des Aluminiumrahmens 5 und das Schaltkreissubstrat 26 auf der anderen Befestigungsfläche. Daher ist das Schaltkreissubstrat 26 leicht auf dem Aluminiumrahmen 5 befestigt. Zudem wird verhindert, dass der Steuerkreis 35 beim Befestigen des Stators 3 auf dem Aluminiumrahmen 5 beschädigt wird. Folglich wird die Größe des bürstenlosen Motors 1 verkleinert, während die Herstellungskosten des bürstenlosen Motors 1 verringert werden.
(2) Da der Aluminiumrahmen 5 eine Metallplatte ist, wird die durch das Schaltkreiselement 28 des Steuerkreises 35 erzeugte Wärme effektiv abgestrahlt. Eine am Schaltkreissubstrat 26 angelegte äußere Kraft wird unterdrückt und der Steuerkreis 35 zuverlässig geschützt.
(3) Das Schaltkreiselement 28 ist an einer Position des Schaltkreissubstrates 26 befestigt, welche zum Ende der sich drehenden Welle 16 weist, wobei sich der Aluminiumrahmen zwischen denselben befindet, d.h. am Mittelabschnitt des Schaltkreissubstrates 26, um den Steuerkreis 35 zu bilden. Mit dieser Struktur wird die Befestigungsfläche des Schaltkreissubstrates 26 effektiv genutzt und der Motor 1 kann verkleinert werden.
(4) Die Durchgangsöffnungen 38 sind im Aluminiumrahmen 5 gebildet und die integrierten Hall-Schaltungen 36 sind jeweils in einer der Durchgangsöffnungen 38 untergebracht. In diesem Fall wird verhindert, dass die Empfindlichkeit der Sensoren aufgrund von im Aluminiumrahmen 5 erzeugten Wirbelströmen abnimmt. Da die axial schützenden Abschnitte der integrierten Hall-Schaltungen 36 auf dem Schaltkreissubstrat 26 in den Durchgangsöffnungen 38 untergebracht sind, wird der Motor 1 verkleinert.
(5) Der Unterbringungsabschnitt 19 zum Unterbringen des Lagers 18 ist im Aluminiumrahmen 5 gebildet. Da das Lager 18 das Ende der sich drehenden Welle 16 derart hält, dass das Ende der sich drehenden Welle 16 nicht gegen den Aluminiumrahmen 5 stößt, wird der Steuerkreis 35 auf dem am Aluminiumrahmen 5 angebrachten Schaltkreissubstrat 26 geschützt.
(6) Das sich zwischen dem Unterbringungsabschnitt 19 des Aluminiumrahmens 5 und dem Außenring des Lagers 18 befindende elastische Element verhindert, dass eine Schwingung des Rotors zum Aluminiumrahmen 5 übertragen wird. Folglich wird der Steuerkreis 35 auf dem Schaltkreissubstrat 26 zuverlässig geschützt.

Für jemanden mit technischen Fähigkeiten sollte offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen bestimmten Formen ausgeführt werden kann, ohne vom Wesen oder Bereich der Erfindung abzuweichen. Insbesondere sollte klar sein, dass die Erfindung in den folgenden Formen ausgeführt werden kann.
Die Struktur des Rotors 4 einer Art mit einem eingebetteten Magneten kann wie in den 2 und 3 gezeigt verändert werden. Ähnliche oder gleiche Bezugsnummern werden den Bauteilen gegeben, welche der vorangehenden bevorzugten Ausführungsform ähneln oder gleichen.
Nach dem in 2 gezeigten bürstenlosen Motor 1 ist eine Aussparung 10a in der Mitte der Außenfläche des Rotorkerns 10 gebildet. Der Unterbringungsabschnitt 21 für das Lager 17 wird in die Aussparung 10a eingeführt. Das Einführen des Lagers 17 in die Aussparung 10a des Rotorkerns 10 verkleinert das axiale Maß des bürstenlosen Motors 1. Da der Abstand zwischen den Lagern 17, 18 verkürzt wird, sind die Enden des Rotors 4 innerhalb eines kurzen Abstands befestigt. Dies verhindert eine Schwingung des Rotors und Ermüdung des Steuerkreises 35 aufgrund der Schwingung.
Nach dem in 3 gezeigten bürstenlosen Motor 1, ist eine Durchgangsöffnung 10b im Mittelabschnitt des Rotorkerns 10 gebildet, welche in Axialrichtung verläuft. Das Lager 17 befindet sich in der Durchgangsöffnung 10b. Genauer ist die Außenumfangsfläche des Abschnitts 41a mit einem großen Durchmesser des Verbindungselements 41 an der Durchgangsöffnung 10b des Rotorkerns 10 befestigt, während das Ende der sich drehenden Welle 16 an der Innenumfangsfläche des Abschnitts 41b mit einem kleinen Durchmesser des Verbindungselements 41 gebildet. Der Rotor 4 einer Art mit einem eingebetteten Magneten ist über das Verbindungselement 41 an der sich drehenden Welle 16 befestigt. Der Unterbringungsabschnitt 21 des Gehäuses 2 befindet sich im Abschnitt 41a mit einem großen Durchmesser des Verbindungselements 41. Der Außenring des Lagers 17 ist an der Innenumfangsfläche des Unterbringungsabschnitts 21 des Gehäuses 2 und der Innenring des Lagers 17 an der sich drehenden Welle 16 befestigt. Das Lager 17 hält drehbar die sich drehende Welle 16. Eine Aussparung 5b ist am Mittelabschnitt des Aluminiumrahmens 5 gebildet, welcher zum Ende der sich drehenden Welle 16 weist, so dass das Ende der sich drehenden Welle 16 nicht gegen den Aluminiumrahmen 5 stößt. Wie oben beschrieben wurde, wird das axiale Maß des Motors weiter verkleinert, da sich das Lager 17 in der Mitte des Kerns durch das Befestigen des Rotors 4 an der sich drehenden Welle 16 durch das tassenförmige Verbindungselement 41 befindet. In diesem Fall wird das Lager 18 des Aluminiumrahmens 5 ausgelassen. Da der Aluminiumrahmen 5 das Ende der sich drehenden Welle 16 nicht hält, wird eine Übertragung der Schwingung des Rotors 4 über den Aluminiumrahmen 5 zum Schaltkreissubstrat 26 verhindert. Der Steuerkreis 35 wird folglich zuverlässig geschützt.
Der Spalt zwischen jeder Durchgangsöffnung 38 des Aluminiumrahmens 5 und der entsprechenden integrierten Hall-Schaltung 36 kann durch ein nichtleitendes Element geschlossen werden. Der Aluminiumrahmen 5 kann durch eine nichtleitende Platte ersetzt werden. In diesem Fall sind Rillen in der nichtleitenden Platte gebildet und die integrierten Hall-Schaltungen 36 sind jeweils in einer der Rillen eingebettet. Dies verringert das axiale Maß des bürstenlosen Motors 1 ohne die Empfindlichkeit des Sensors zu verringern.
Der Rotorkern 10, welcher den Rotor 4 bildet, ist ein Schichtkern, in welchem Kernbleche geschichtet sind. Es kann jedoch ein Kernmaterial aus einem Sinterwerkstoff verwendet werden.
In den oben erwähnten Ausführungsformen werden die integrierten Hall-Schaltungen 36 als Drehsensor verwendet. Es kann jedoch beispielsweise ein magnetisches Erfassungselement, wie z.B. ein Magnetwiderstandelement verwendet werden.
Daher sollen die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen als veranschaulichend und nicht einschränkend gelten und die Erfindung ist nicht auf die hierin angegebenen Details zu beschränken, sondern kann innerhalb des Bereichs und der Äquivalenz der anhängenden Ansprüche verändert werden.

Claims

Elektromotor mit: einer Platte (5), welche aus Metall besteht, wobei die Platte (5) eine erste Oberfläche aufweist und eine zweite Oberfläche aufweist, welche gegenüber der ersten Oberfläche angeordnet ist; einem an der ersten Oberfläche der Platte (5) befestigten Stator (3), wobei der Stator einen Statorkern (7) und eine um den Statorkern (7) gewickelte Spule (9) beinhaltet; einem Rotor (4), welcher drehbar im Inneren des Stators (3) angeordnet ist, wobei der Rotor (4) einen Rotorkern (10) und einen an dem Rotorkern (10) angebrachten Magneten (11) aufweist und wobei der Rotor (4) eine Welle (16) umfasst, die direkt mit dem Rotorkern (10) verbunden ist und wobei die Welle (16) axiale Enden aufweist; und einem Steuerkreis (35) zum Anlegen eines Ansteuerungsstroms an der Spule (9) des Stators (3) gemäß der Drehposition des Rotors (4), wobei der Elektromotor gekennzeichnet ist durch: ein Schaltkreissubstrat (26), welches an der zweiten Oberfläche der Platte (5) angebracht ist, wobei das Schaltkreissubstrat (26) eine erste Substratoberfläche und eine zweite Substratoberfläche aufweist, die erste Substratoberfläche die zweite Oberfläche der Platte (5) berührt und die zweite Substratoberfläche gegenüber der ersten Substratoberfläche angeordnet ist, einen Drehsensor (36) zum Erfassen der Drehposition des Rotors (4), wobei der Drehsensor (36) an der ersten Substratoberfläche angebracht ist, der Steuerkreis (35) an der zweiten Substratoberfläche angebracht ist und der Rotationssensor (36) ein Erfassungssignal der Drehposition des Rotors (4) an den Steuerkreis (35) sendet, wobei die erste Substratoberfläche des Schaltkreissubstrats (26) einen Abschnitt aufweist, welcher einem der axialen Enden der Welle (16) zugewandt ist, und wobei der Abschnitt der ersten Substratoberfläche die zweite Oberfläche der Platte (5) berührt.
Elektromotor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) eine sich drehende Welle (16) beinhaltet, welche sich einstückig mit dem Rotorkern dreht, und sich ein den Steuerkreis (35) bildendes Schaltkreiselement (28) auf dem Schaltkreissubstrat (26) gegenüber der sich drehenden Welle (16) befindet, wobei sich die Platte (5) zwischen denselben befindet.
Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterbringungsabschnitt (38) zum Unterbringen des Drehsensors (36) in der Platte (5) gebildet ist.
Elektromotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterbringungsabschnitt eine in der Platte (5) gebildete Durchgangsöffnung (38) ist.
Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein erstes und zweites Lager (17, 18) zum Tragen der sich drehenden Welle (16) beinhaltet und ein Raum (G) zwischen dem zweiten Lager (18) und der Platte (5) gebildet ist, um ein Aneinanderstoßen zwischen der sich drehenden Welle und der Platte zu verhindern.
Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterbringungsabschnitt (19) zum Unterbringen des zweiten Lagers (18) in der Platte gebildet ist und sich ein elastisches Element zwischen dem Unterbringungsabschnitt (19) und dem zweiten Lager (18) befindet.
Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussparung (10a) im Rotorkern (10) gebildet ist und ein Teil des ersten Lagers (17) in die Aussparung (10a) eingeführt wird.
Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungselement (41a) im Rotorkern (10) befestigt ist, wobei der Rotorkern (10) über das Verbindungselement (41a) an der sich drehenden Welle (16) befestigt ist, und sich ein einzelnes Lager (17) zum Tragen der sich drehenden Welle (16) im Verbindungselement (41a) befindet.
Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dauermagnet (11) im Rotorkern (10) des Rotors eingebettet ist.
Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor in einer Zeitgebervorrichtung (71) eines verstellbaren Ventils für einen Fahrzeugmotor (70) verwendet wird.