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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen kurzen Aktuator, in dem ein Well-Reduktionsgetriebe untergebracht ist.
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Ein Well-Reduktionsgetriebe ist aus einem ringförmigen festen Innenzahnrad bzw. innen verzahnten Zahnrad, einem flexiblen Außenzahnrad bzw. außen verzahnten Zahnrad, das sich in dem Innenzahnrad befindet, und einem Wellgenerator aufgebaut, der das flexible Außenzahnrad in radialer Richtung verbiegt, so dass dieses in das feste Innenzahnrad eingreift, und bewirkt, dass sich die Eingreifstelle der Zahnräder in Umfangsrichtung bewegt. In einem Aktuator, der aus einem Motor und diesem Well-Reduktionsgetriebe aufgebaut ist, ist die Rotationswelle des Motors koaxial mit dem Wellgenerator verbunden und entsprechend der Differenz in der Anzahl der Zähne zwischen den zwei Zahnrädern werden erheblich reduzierte Rotationen von dem festen Innenzahnrad oder dem flexiblen Außenzahnrad ausgegeben.
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In einem so aufgebauten Aktuator befindet sich das Well-Getriebe koaxial am distalen Ende des Motors und ein magnetischer Positionsdetektor ist am hinteren Endbereich der Rotationswelle des Motors, die vom hinteren Ende des Motors hervorsteht, angeordnet, wie es im Dokument
JP 2006 149 139 A offenbart ist. Der Aufbau, in dem das Well-Reduktionsgetriebe, der Motor und der Positionsdetektor koaxial entlang der axialen Richtung des Aktuators angeordnet sind, ist jedoch ungeeignet, um den Aktuator flacher zu machen.
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Im Gegensatz dazu wird in dem Aktuator, der in dem Dokument
JP 2005 312 223 A offenbart ist, ein Aufbau vorgeschlagen, bei dem ein magnetischer Codierer an einer Stelle auf der Rotationswelle eines Motors befestigt wird, die sich innerhalb des Well-Reduktionsgetriebes befindet. Der Innenraum des Well-Reduktionsgetriebes kann als Raum genutzt werden, um einen magnetischen Codierer anzuordnen, wodurch die Gesamtlänge eines Aktuators um einen Betrag reduziert werden kann, der der axialen Länge des magnetischen Codierers entspricht.
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Hier ist eine Leiterplatte, auf der ein Sensorsignalumwandler zum Verarbeiten der Erkennungssignale eines Winkeldetektors (Magnetsensors) des magnetischen Codierers angebracht ist, im Allgemeinen am hinteren Ende des Motors angeordnet. Wenn der Winkeldetektor des magnetischen Codierers in das Well-Reduktionsgetriebe eingebaut ist, müssen der Winkeldetektor und die Leiterplatte durch eine Verdrahtung verbunden werden.
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Das Dokument
DE 201 22 394 U1 offenbart einen Stator eines als Spaltrohrmotor ausgebildeten Elektromotors. In einer zur Statorachse hin offenen Nut des Stators ist ein Doppelsensor angeordnet, der sowohl zum Erfassen der Position eines zugehörigen Rotors als auch zum Erfassen der Temperatur ausgebildet ist.
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Das Dokument
JP 2001 091 601 A offenbart einen Generator mit einem Stator mit Spulen, die in Nuten angeordnet sind, die parallel auf einer Innenumfangsfläche des Kerns ausgebildet sind. Der Generator umfasst einen Lichtleitfaser-Temperatursensor zum kontinuierlichen Messen der Betriebstemperatur der Isolierschichtoberfläche eines Spulenendteils, der außerhalb des Schlitzes von mindestens einer Spule angeordnet ist, und eine Diagnosevorrichtung zum Beurteilen des Grads der thermischen Verschlechterung auf Grundlage der gemessenen Temperatur.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in einem Aktuator, bei dem der Winkeldetektor eines magnetischen Codierers in das Well-Reduktionsgetriebe eingebaut ist, Drahtverbindungen zwischen dem Winkeldetektor und der Leiterplatte, die sich am hinteren Ende des Motors befindet, geeignet auszuführen.
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Um das obige und andere Probleme zu lösen, hat ein Aktuator, der mit einem Well-Reduktionsgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, einen Motor, ein Well-Reduktionsgetriebe, das koaxial mit dem distalen Ende des Motors verbunden ist, und einen Positionsdetektor zum Erkennen der Rotationsposition einer Rotationswelle des Motors, wobei
das Well-Reduktionsgetriebe ein ringförmiges festes Innenzahnrad bzw. innen verzahntes Zahnrad, ein flexibles Außenzahnrad bzw. außen verzahntes Zahnrad, das koaxial innerhalb des festen Innenzahnrades angeordnet und mit einem zylindrischen Rumpfbereich versehen ist, und einen Wellgenerator, der koaxial in das flexible Außenzahnrad eingepasst ist, aufweist;
die Rotationswelle des Motors durch das Innere des koaxialen Rumpfbereiches geht und koaxial mit dem Wellgenerator verbunden und an diesem befestigt ist;
der Positionsdetektor mit einer Winkelerkennungseinheit, die einen Sensormagneten, der an der Rotationswelle befestigt ist, und einen Magnetsensor, der dem Sensormagneten zugewandt ist, hat, und mit einem Sensorsignalumwandler zum Verarbeiten von Erkennungssignalen von dem Magnetsensor versehen ist;
sich die Winkelerkennungseinheit in einem axialen Bereich befindet, der innerhalb des zylindrischen Rumpfbereiches um die Rotationswelle herum angeordnet ist, und wobei sich der Sensorsignalumwandler am hinteren Ende des Motors befindet;
der Motor mit einer Verdrahtungsöffnung versehen ist, deren Inneres sich von der Seite des Winkeldetektors zu der Seite des Sensorsignalumwandlers erstreckt und hindurchführt; und
die Winkelerkennungseinheit und der Sensorsignalumwandler durch einen Draht durch die Verdrahtungsöffnung elektrisch verbunden sind.
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In einem Aktuator, der mit einem Well-Reduktionsgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist, werden Erkennungssignale des Magnetsensors des Positionsdetektors durch eine Verdrahtung, die durch Verdrahtungsöffnungen, die innerhalb des Motors ausgebildet sind, weggeführt ist, zu dem Sensorsignalumwandler, der sich am hinteren Ende des Motors befindet, geleitet. Auf diese Weise wird die Verdrahtung nicht zur Außenseite des Aktuators weggeführt und sie ist mit dem Sensorsignalumwandler verbunden, der sich auf der dem Well-Reduktionsgetriebe entgegengesetzten Seite befindet, wobei sich der Motor dazwischen befindet.
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Wenn die Verdrahtung, die von dem Magnetsensor weggeführt ist, aus dem Well-Reduktionsgetriebe zur Außenseite weggeführt und dann zur Rückseite des Motors herumgeführt ist, ist die so weggeführte Verdrahtung anfällig für mechanische Beschädigung, wenn der Aktuator installiert wird und zu anderen Zeiten. Die Erkennungssignale, die von einem Hall-Element oder einem anderen Magnetsensor ausgegeben werden, sind relativ schwache elektrische Signale und werden daher negativ beeinflusst, wenn die Signaldrähte weggeführt werden, da die Signale leicht von elektromagnetischer Störung beeinflusst werden. In der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich, die Verdrahtung zur Außenseite weg zu führen, sie indirekt entlang der Außenseite des Motors zu verlegen und zu seiner Rückseite herum zu führen. Daher ist die Verdrahtung nicht anfällig für mechanische Beschädigung und kann mit der kürzest möglichen Verdrahtungslänge weggeführt werden, so dass der Einfluss von elektromagnetischer Störung reduziert werden kann.
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Hier ist der Motorrotor des Motors so aufgebaut, dass er mit einem ringförmigen Statorkern, der auf der inneren Umfangsfläche eines zylindrischen Motorrahmens befestigt ist, einer Mehrzahl von ausgeprägten Polen, die von dem Statorkern zur Mitte des Motors hervorstehen, und einer Statorspule, die auf jeden der ausgeprägten Pole gewickelt ist, versehen ist. Eine Stelle auf der Mittelachslinie der ausgeprägten Pole im aussenumfangsseitigen Bereich des Statorkernes ist ein Gebiet, in dem der magnetische Fluss des Motors nicht konzentriert ist und daher tritt keine magnetische Sättigung auf, selbst wenn Durchgangsöffnungen, die eine geeignete Größe haben, geöffnet werden. Daher werden die magnetischen Eigenschaften nicht nachteilig beeinflusst, selbst wenn an diesen Stellen Verdrahtungsöffnungen parallel zur Mittelachslinie des Motors ausgebildet werden. Solch ein Aufbau erlaubt es, die Verdrahtung durchzuführen, ohne den äußeren Durchmesser des Motors zu vergrößern.
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Anstelle dieses Aufbaus sind an Stellen auf der Mittellinie der ausgeprägten Pole in der äußeren Umfangsfläche des Statorkerns Gräben, die sich in der Richtung parallel zur Mittelachslinie des Motors erstrecken, ausgebildet und Verdrahtungsöffnungen werden von den Gräben und der inneren Umfangsfläche des Motorrahmens gebildet.
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Als Nächstes kann der Sensormagnet eine zweipolig magnetisierte ringförmige Form haben und koaxial an der äußeren Umfangsfläche der Rotationswelle des Motors befestigt sein, und der Magnetsensor kann aus einem ersten Hall-Element und einem zweitem Hall-Element aufgebaut sein, die dem Sensormagneten in einem festen Abstand in Positionen auf der äußeren Umfangsfläche des Sensormagneten, die in Umfangsrichtung um 90° beabstandet sind, zugewandt sind. Auch kann der Sensorsignalumwandler aufgebaut sein, einen A/D-Wandler, durch den analoge Signale, die von dem ersten und dem zweiten Hall-Element ausgegeben werden, in digitale Signale umgewandelt werden, einen Computer zum Berechnen des Rotationswinkels der Rotationswelle des Motors auf der Basis der digitalen Signale, die so erhalten werden, und einen Datenumwandler zum Umwandeln des so erhaltenen Rotationswinkels in serielle Daten, zu haben.
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Mit einem Positionsdetektor, der solch einen Aufbau hat, werden zweiphasige sinusförmige Signale, die pro Rotation der Rotationswelle des Motors um 90° eines einzelnen Zyklus phasenversetzt sind, von dem ersten und dem zweiten Hall-Element ausgegeben und der absolute Winkel der Motorwelle kann aus diesen Signalen berechnet werden.
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Durch einen A/D-Wandler werden die analogen Signale, die von den Hall-Elementen erkannt werden, als digitale Signale erhalten, die Signale werden verarbeitet, um einen Winkel zu berechnen, und das Ergebnis der Berechnung wird in serielle Daten umgewandelt. Daher kann die Anzahl der Signalleitungen zu der übergeordneten Vorrichtung, die den Aktuator antreibt und steuert, reduziert werden. Z. B. sind nur vier Leitungen, d. h. zwei Energieversorgungsleitungsdrähte und zwei unterschiedliche Signaldrähte zur seriellen Datenübertragung ausreichend und es kann eine Reduzierung der Anzahl der Drähte erreicht werden.
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Es ist nicht erforderlich, dass eine übergeordnete Vorrichtung Fehlerausgleichsdaten vorhält, wenn der Sensorsignalumwandler mit einer Winkelfehler-Datenspeichereinheit versehen ist, die Winkelfehler-Korrekturdaten speichert und vorhält, um die Differenz zwischen der Rotationswinkelposition der Rotationswelle des Motors, wie sie von dem ersten und dem zweiten Hall-Element erkannt wird, und der wirklichen Rotationswinkelposition der Rotationswelle des Motors zu korrigieren.
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Als Nächstes ist der Positionsdetektor in dem Aktuator der vorliegenden Erfindung mit einer Halterung für einen zylindrischen Sensormagneten, die koaxial an der äußeren Umfangsfläche der Rotationswelle des Motors befestigt ist, einem mehrpolig magnetisierten ringförmigen Sensormagneten, der koaxial an der Halterung für den Sensormagneten befestigt ist, und einer Mehrzahl von Magnetsensoren, die dem Sensormagneten in einem festen Abstand auf Positionen gegenüberliegen, die durch einen vorgegebenen Winkel in Umfangsrichtung auf der externen Umfangsfläche des Sensormagneten voneinander beabstandet sind, versehen und der Wellgenerator des Well-Reduktionsgetriebes ist durch die Halterung für den Sensormagneten koaxial mit der Rotationswelle verbunden.
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Wenn der Wellgenerator direkt an der Rotationswelle des Motors angebracht und befestigt ist, muss der hohle Durchmesser eines hohlen Wellgenerators reduziert werden oder ein gesondertes Teil zum Anbringen und Befestigen des Wellgenerators muss angebracht werden, um eine Anbring- und Befestigungsstärke zwischen den beiden Komponenten sicherzustellen. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Wellgenerator an der Rotationswelle eines Motors mithilfe einer Sensormagnet-Halterung angebracht und befestigt. Daher kann der Wellgenerator mit ausreichender Befestigungsstärke an der Rotationswelle des Motors angebracht und befestigt werden, ohne den hohlen Durchmesser des Wellgenerators zu reduzieren und ohne die Anzahl der Komponenten zu erhöhen.
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Andererseits ist der Aufbau eines Aktuators der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er eine elektromagnetische Bremse aufweist, die einen Elektromagneten, der aus einem Joch und einer Anregespule aufgebaut ist, und eine Ankerscheibe aufweist, die zur Anziehung durch den Elektromagnet geeignet ist, um eine Bremskraft auf die Rotationswelle auszuüben; und der Elektromagnet hat eine Stelle auf seinem äußeren Umfang, die am hinteren Ende des koaxialen Motorrahmens des Motors angebracht und befestigt ist, und eine Stelle auf seinem inneren Umfang, die den axialen Bereich des hinteren Endes der Rotationswelle des Motors durch ein Lager rotierbar abstützt.
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Im Allgemeinen befindet sich eine Endhalterung auf beiden Seiten des zylindrischen Motorrahmens und beide Endbereiche des Motorrotors werden rotierbar durch ein Lager abgestützt, um den Motorrotor rotierbar auf dem Motorstator abzustützen. Mit der vorliegenden Erfindung wird die Funktion der Endhalterung des hinteren Endes des Motors in den Elektromagneten der elektromagnetischen Bremse integriert. Dadurch kann die axiale Länge des Aktuators reduziert werden.
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Mit der vorliegenden Erfindung werden Erkennungssignale von dem Magnetsensor des Winkeldetektors über eine Verdrahtung, die durch Verdrahtungsöffnungen, die innerhalb des Motors ausgebildet sind, weggeführt ist, zu dem Sensorsignalumwandler übertragen, der sich am hinteren Ende des Motors in einem Aktuator befindet, der einen Aufbau hat, in dem der Winkeldetektor des Positionsdetektors in das Well-Reduktionsgetriebe eingebaut ist. Daher ist es nicht erforderlich, die Verdrahtung an die Außenseite weg zu führen, sie indirekt entlang der Außenseite des Motors zu verlegen und zu dessen Rückseite zu führen. Daher wird die Verdrahtung nicht mechanisch beschädigt und kann mit der kürzest möglichen Verdrahtungslänge weggeführt werden, so dass auch der Einfluss von elektromagnetischer Störung reduziert werden kann.
- 1 ist eine Längsschnittansicht eines Aktuators, in dem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird;
- 2A ist ein Abbildung, die den Aufbau eines Winkeldetektors eines magnetischen Codierers zeigt;
- 2B ist ein Abbildung, die den verdrahteten Zustand eines Winkeldetektors eines magnetischen Codierers und eines Sensorsignalumwandlers zeigt;
- 3A ist eine lokale Schnittansicht, die eine Motorstator zeigt, in dem Verdrahtungsöffnungen ausgebildet sind;
- 3B ist eine lokale Schnittansicht, die ein anderes Beispiel von Verdrahtungsöffnungen zeigt; und
- 4 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Steuersystem eines magnetischen Codierers zeigt.
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Ein Ausführungsbeispiel des mit einem Well-Reduktionsgetriebe versehenen Aktuators, in dem die vorliegende Erfindung eingesetzt ist, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben.
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1 ist eine Längsschnittansicht, die einen Aktuator zeigt, der mit einem Well-Reduktionsgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Der Aktuator 1 ist ein hohler Aktuator, in dem ein hohler Bereich 2 mit einem kreisförmigen Querschnitt in Richtung der Achslinie 1a durch seine Mitte geht, und hat einen Motor 3, ein Well-Reduktionsgetriebe 5, das koaxial auf dessen Vorderseite angeordnet ist, und eine scheibenförmige Ausgangswelle 7, die koaxial auf dessen Vorderseite angeordnet ist. Die Ausgangswelle 7 ist koaxial an dem äußeren Umfangsflächenbereich des vorderen Endes einer Hohlwelle 8 befestigt, die den hohlen Bereich 2 begrenzt. Auch befindet sich eine elektromagnetische Bremse 9 auf der Rückseite des Motors 3.
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Der Motor 3 ist mit einer hohlen Rotationswelle 31, einem Motorrotor 32, der integral mit der Rotationswelle 31 ausgebildet ist, einem Motorstator 33, der den Motorrotor 32 koaxial umgibt, und einem Motorrahmen 34 versehen, an dem der Motorstator 33 angebracht ist. Der Motorrahmen 34 hat einen zylindrischen Rahmen 35, eine Halterung 36 für das vordere Ende, die koaxial an dessen vorderem Ende befestigt ist, und eine Halterung 37 für das hintere Ende, die koaxial an dem hinteren Ende des zylindrischen Rahmens 35 befestigt ist. Der Motorstator 33 ist an dem inneren Umfangsflächenbereich des zylindrischen Rahmens 35 und der Halterung 36 für das vordere Ende angebracht und befestigt. Lager 45 und 46 sind zwischen der Rotationswelle 31 und dem inneren Umfang der Halterung 36 für das vordere Ende und der Halterung 37 für das hintere Ende angebracht und der Motorrotor 32 wird durch die Lager rotierbar von dem Motorstator 33 abgestützt.
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Das Well-Reduktionsgetriebe 5, das sich auf der Vorderseite des Motors 3 befindet, ist mit einem ringförmigen festen Innenzahnrad 51 bzw. auf seiner Innenseite verzahnten Zahnrad 51, einem flexiblen Außenzahnrad 52 bzw. auf seiner Außenseite verzahnten Zahnrad 52, das koaxial in dem Innenzahnrad 51 angeordnet ist, und einem elliptisch konturierten Wellgenerator 53 versehen, der koaxial darin eingepasst ist. Das feste Innenzahnrad 51 und das flexible Au-ßenzahnrad 52 können über ein Kreuzrollenlager 54 relativ zueinander rotieren.
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Der Wellgenerator 53 ist am äußeren Umfangsflächenbereich der distalen Seite der Rotationswelle 31 befestigt und nimmt Drehungen mit hoher Drehzahl von dem Motor 3 auf. Das flexible Außenzahnrad 52 hat die Form eines Zylinderhutes und einen zylindrischen Rumpf 52b, auf dem äußere Zähne 52a auf dem äußeren Umfangsflächenbereich des distalen Endes ausgebildet sind, eine Membran 52c, die sich rechtwinklig von der Rückseite des zylindrischen Rumpfes 52b nach außen aufweitet, und eine ringförmige Verdickung 52d, die durchgängig auf der äußeren Umfangkante der Membran 52c ausgebildet ist. Die ringförmige Verdickung 52d ist zwischen einem äußeren Umfangsbereich 36b der Halterung 36 für das vordere Ende in dem Motorrahmen 34 und einem äußeren Ring 54a des Kreuzrollenlagers 54, das vor dem äußeren Umfangsbereich positioniert ist, angeordnet und die ringförmige Verdickung liegt zwischen diesen Teilen und ist an diesen Teilen angebracht und befestigt. Das feste Innenzahnrad 51 ist zwischen dem inneren Ring 54b des Kreuzrollenlagers 54 und einem äußeren Umfangskantenbereich 7a der Ausgangswelle 7 vor dem inneren Ring angeordnet und das feste Innenzahnrad liegt zwischen diesen Teilen und ist an diesen Teilen angebracht und befestigt.
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Hier ist ein magnetischer Codierer zum Erkennen der Rotationsposition des Motorrotors 32 an dem Motor 3 angebracht. Der magnetische Codierer weist einen Winkeldetektor 13, der aus einem Hall-Element 11 und einen Sensormagneten 12 aufgebaut ist, und eine Sensorsignalumwandlerplatine 14 auf, auf der ein Sensorsignalumwandler zum Verarbeiten des Erkennungssignals, das von dem Winkeldetektor 13 erhalten wird, angebracht ist. Der Winkeldetektor 13 befindet sich innerhalb des Well-Reduktionsgetriebes 5, das auf der Vorderseite des Motors 3 angeordnet ist, und die Sensorsignalumwandlerplatine 14 befindet sich hinter der elektromagnetischen Bremse 9 auf der Rückseite des Motors 3. Der Winkeldetektor 13 und die Sensorsignalumwandlerplatine 14, die sich auf der Vorder- bzw. auf der Rückseite des Motors 3 befinden, sind durch einen Sensorleitungsdraht, der sich innerhalb des Motors 3 befindet, verbunden.
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2A ist eine Abbildung, die den Aufbau des Winkeldetektors 13 des magnetischen Codierers zeigt. 2B ist eine Abbildung, die den verdrahteten Zustand des Winkeldetektors 13 und der Sensorsignalumwandlerplatine 14 des magnetischen Codierers zeigt. Bezug nehmend auf die 1, 2A und 2B ist der Sensormagnet 12 eine zweipolig magnetisierte ringförmige Komponente in dem Winkeldetektor 13 des magnetischen Codierers und ist an der äußeren Umfangsfläche einer ringförmigen Sensormagnet-Halterung 15 befestigt. Die Sensormagnet-Halterung 15 ist koaxial an dem äußeren Umfangsflächenbereich an einer Stelle zwischen dem Wellgenerator 53 und der Halterung 36 für das vordere Ende in der Rotationswelle 31 angebracht und befestigt.
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Das Hall-Element 11 liegt der äußeren Umfangsfläche des Sensormagneten 12 in einem festen Abstand gegenüber. Als Hall-Element 11 werden im vorliegenden Beispiel ein erstes Hall-Element 11a und ein zweites Hall-Element 11b bereitgestellt, die in Umfangsrichtung in Winkelabständen von 90° angeordnet sind. Das erste und das zweite Hall-Element 11a und 11b werden jeweils von Hall-Element-Abstützplatten 16a und 16b gehalten, die auf der vorderen Endfläche der Halterung 36 für das vordere Ende angebracht sind.
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Hier sind das erste Element 11a und das zweite Element 11b und die Sensorsignalumwandlerplatine 14 durch eine Mehrzahl von Sensorleitungsdrähten 17 verbunden. Die Sensorleitungsdrähte 17, die von den Hall-Elementen 11a und 11b weggeführt werden, werden in radialer Richtung zwischen der vorderen Endfläche der Halterung 36 für das vordere Ende und der hinteren Endfläche des inneren Rings 54b des Kreuzrollenlagers 54 weggeführt. Eine Mehrzahl von Drahtöffnungen 36a, 33a, 35a, 37a sind entlang der Richtung der Achslinie 1a jeweils vollständig durch den äußeren Umfangsflächenbereich der Halterung 36 für das vordere Ende, den Motorstator 33, den zylindrischen Rahmen 35 und den äußeren Umfangsflächenbereich der Halterung 37 für das hintere Ende ausgebildet. Die Sensorleitungsdrähte 17 sind durch die Drahtöffnungen 36a, 33a, 35a und 37a zur Rückseite des Motors 3 weggeführt und mit der Sensorsignalumwandlerplatine 14 verbunden.
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Die Sensorleitungsdrähte 17, die so weggeführt sind, werden, wenn die Sensorleitungsdrähte 13 von dem Hall-Element 11 (11a und 11b) an die Außenseite des Well-Reduktionsgetriebes 5 weggeführt und zur Rückseite des Motors herumgeführt sind, während der Installation des Aktuators oder zu anderen Zeitpunkten mechanisch leicht beschädigt. Die Erkennungssignale, die von dem Hall-Element 11 ausgegeben werden, sind relativ schwache elektrische Signale und werden daher nachteilig beeinflusst, wenn die Sensorleitungsdrähte 17 weggeführt sind, da die Signale leicht von elektromagnetischer Störung beeinflusst werden. Im vorliegenden Beispiel ist es nicht erforderlich, die Sensorleitungsdrähte 17 zur Außenseite weg zu führen, sie indirekt entlang der Außenseite des Motors 3 zu verlegen und zu der Sensorsignalumwandlerplatine 14 auf seiner Rückseite zu führen. Folglich werden die Sensorleitungsdrähte 17 nicht mechanisch beschädigt und sind mit der kürzest möglichen Verdrahtungslänge weggeführt, so dass der Einfluss elektromagnetischer Störung reduziert werden kann.
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3A ist eine lokale Schnittansicht, die einen Motorstator 33 zeigt, in dem Verdrahtungsöffnungen 33a ausgebildet sind. Der Motorstator 33 ist mit einem Statorkern 39, der aus getrennten Kernen 38 zusammengesetzt ist, die ringförmig entlang der inneren Umfangsfläche des Motorrahmens 34 angeordnet sind, und Statorspulen 40 von jeder Phase, die auf ausgeprägte Pole 38a gewickelt sind, die von der inneren Umfangsfläche der getrennten Kerne in Richtung der Mitte des Motors hervorragen, versehen. Die Verdrahtungslöcher 33a mit kreisförmigem Querschnitt gehen in Richtung parallel zu der Achslinie 1a des Motors durch eine Stelle auf der Mittelinie 38b des äußeren Umfangsflächenabschnitts der getrennten Kerne 38.
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Die Stellen auf der Mittelachslinie 38b der ausgeprägten Pole 38a im aussenumfangsseitigen Bereich des Statorkerns 39 sind ein Gebiet, in dem der magnetische Fluss des Motors nicht konzentriert ist, und daher tritt keine magnetische Sättigung auf, selbst wenn Durchgangsöffnungen ausgebildet werden, die eine geeignete Größe haben. Daher werden die magnetischen Eigenschaften an diesen Stellen nicht negativ beeinflusst, selbst wenn Verdrahtungsöffnungen 33a parallel zur Mittelachslinie des Motors ausgebildet sind. Solch ein Aufbau erlaubt es, die Verdrahtung auszuführen, ohne den äußeren Durchmesser des Motors zu vergrößern.
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Die Verdrahtungsöffnungen 36a, 35a und 37a, die in der Halterung 36 für das vordere Ende, im zylindrischen Rahmen 35 und in der Halterung 37 für das hintere Ende ausgebildet sind, sind an Stellen ausgebildet, die den jeweiligen Verdrahtungsöffnungen 33a, die in dem Motorstator 33 ausgebildet sind, entsprechen.
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Hier können die Verdrahtungsöffnungen, die in dem Motorstator 33 ausgebildet sind, auch auf die Art eingerichtet sein, wie sie in 3B gezeigt ist. In dieser Abbildung sind an Stellen, die Positionen auf der äußeren Umfangsfläche auf den Mittelachslinien 38b der getrennten Kerne 38 entsprechen, im Wesentlichen V-förmige Gräben 38c ausgebildet. Verdrahtungsöffnungen 33A sind zwischen den Gräben 38c und dem inneren Umfangsflächenbereich 34a des Motorrahmens 34 ausgebildet.
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Als Nächstes ist 4 ein schematisches Blockdiagramm, welches das Steuersystem des magnetischen Codierers der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Sensorsignalumwandler 21, der auf der Sensorsignalumwandlerplatine 14 angebracht ist, weist einen A/D-Wandler 22, einen Computer 23, einen Datenumwandler 24 und eine Winkelfehler-Datenspeichereinheit 25 auf. Sinusförmige analoge Signale a und b, die um 90° phasenversetzt sind, werden als Erkennungssignale von den Hall-Elementen 11a und 11b ausgegeben und diese analogen Signale a und b werden in den A/D-Wandler 22 eingegeben, in digitale Signale umgewandelt und im Inneren empfangen. Der Computer 23 berechnet auf der Basis der digitalen Signale die Rotationswinkelposition der Rotationswelle 31 des Motors.
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Winkelfehler-Korrekturdaten, welche die Differenz zwischen der von den Hall-Elementen 11a und 11b erkannten Rotationswinkelposition und der wirklichen Rotationswinkelposition der Rotationswelle 31 des Motors ausdrücken, sind bei festen Winkeleinheiten in der Winkelfehler-Datenspeichereinheit 25 gespeichert. Mit dem Computer 23 wird der berechnete Winkel durch die Winkelfehler-Korrekturdaten korrigiert. Der in dem Computer 23 berechnete, erkannte Winkel wird in dem Datenumwandler 24 in serielle Daten umgewandelt und an das, nicht gezeigte, Antriebsteuergerät der übergeordneten Vorrichtung, die den Aktuator 1 antreibt und steuert, übertragen.
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Auf diese Weise wird der Erkennungswinkel in serielle Daten umgewandelt und an die übergeordnete Vorrichtung übertragen, wodurch die Anzahl der Drähte zwischen dem Sensorsignalumwandler 21 und der übergeordneten Vorrichtung auf insgesamt vier Drähte, d. h. zwei Energieversorgungsleitungen und zwei unterschiedliche Signalleitungen zur seriellen Datenübertragung gebracht werden kann. Auf diese Weise wird die Anzahl der Drähte reduziert und der Verdrahtungsaufwand wird dadurch vereinfacht. Da der Sensorsignalumwandler 21 des vorliegenden Beispiels Fehlerausgleichsdaten vorhält, ist es nicht erforderlich, die Fehlerausgleichsdaten zum Korrigieren von Erkennungsfehlern in der übergeordneten Vorrichtung vorzuhalten.
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Zurückkehrend zu 1 wird der Wellgenerator 53 des Well-Reduktionsgetriebes 5 des vorliegenden Beispieles über das Sensormagnet-Halteteil 15, das sich in seinem hinteren Bereich befindet, an der Rotationswelle 31 des Motors angebracht. Der Wellgenerator 53 ist koaxial an dem Sensormagnet-Halteteil 15 angebracht und befestigt, indem die hintere Endfläche 53a des Wellgenerators in Kontakt mit der vorderen Endfläche 15a des Sensormagnet-Halteteils 15 gebracht wird und die beiden mit Hilfe von Befestigungsbolzen 55, die in vorgegebenen Winkelabständen in Umfangsrichtung angebracht sind, befestigt werden.
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Wenn der Wellgenerator 53 direkt mit der Rotationswelle 31 verbunden ist, muss der innere Durchmesser des hohlen Bereiches reduziert werden, um die Dicke der Verbindungsbereiche zu vergrößern. Im vorliegenden Beispiel kann die Abmessung des Innendurchmessers vergrößert werden, da der Wellgenerator 53 mithilfe der Sensormagnet-Halterung 15 mit der rotierenden Welle 31 des Motors verbunden ist. Ein Vorteil besteht auch darin, dass die Anzahl der Komponenten nicht erhöht wird, da keine gesonderten Teile erforderlich sind, um diese Komponenten miteinander zu verbinden.
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Die elektromagnetische Bremse 9, die sich auf der Rückseite des Motors 3 befindet, wird als Nächstes beschrieben. Die elektromagnetische Bremse 9 ist mit einem Elektromagneten 91 versehen, der aus einem Joch und eine Anregespule aufgebaut ist, und der Elektromagnet 91 ist integral mit der Halterung 37 für das hintere Ende des Motors 3 ausgebildet. Mit anderen Worten, der Elektromagnet 91 der elektromagnetischen Bremse 9 dient als Halterung 37 für das hintere Ende des Motors 3. Eine Ankerscheibe 93 befindet sich hinter dem Elektromagneten 91, mit einer Reibscheibe 92 zwischen der Ankerscheibe 93 und dem Elektromagneten 91. Die Reibscheibe 92 ist an dem Motorstator 33 angebracht und die Ankerscheibe 93 ist an dem Motorrotor 32 angebracht. Beispielsweise kann die elektromagnetische Bremse 9 normalerweise durch ein, nicht gezeigtes, Federelement in axialer Richtung gedrückt und in einem eingelegten Zustand gehalten werden. Wenn die Bremse angeregt wird, arbeiten diese Teile gegen die Federkraft des Federteiles und trennen sich, um die Bremse zu lösen.
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Auf diese Weise wird im vorliegenden Beispiel die Halterung 37 für das hintere Ende, die den hinteren Bereich des Motorrotors 32 rotierbar abstützt, auch als Elektromagnet 91 der elektromagnetischen Bremse 9 benutzt. Der Aufbau ist daher vorteilhaft, um dem Aktuator 1 im Vergleich zum Anordnen dieser beiden Teile in der Richtung der Achslinie 1a ein flacheres Profil zu geben.
