JP2014128094A

JP2014128094A - 電動機

Info

Publication number: JP2014128094A
Application number: JP2012282303A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Suzuki; 英展鈴木
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-07-07

Abstract

【課題】電動機おいて、回転検出センサを内部にコンパクトに配置することで、軸方向にさらなる小型化を図る。
【解決手段】電動機１０を構成するカバー部材２８は、その中心にシャフト１６を回転自在に支持する第２軸受４０が設けられ、該第２軸受４０の外周側には、断面扇状で前記シャフト１６と共に回転するローター１８の回転数を検出する回転検出センサ２２が配置される。また、カバー部材２８の内部には、回転検出センサ２２が設けられていないスペースに、コイル６０に接続された導線６４と、該導線６４を介してコイル６０に通電を行う駆動回路６６が配置される。これにより、カバー部材２８の内部において回転検出センサ２２、導線６４及び駆動回路６６を軸方向に重複させることなく配置できるため、軸寸法を短縮させて小型化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ローターの回転数を検出可能な回転検出センサを備えた電動機に関する。

従来から、コイルへ通電することで励磁させ、永久磁石の設けられた回転子と共にシャフトを回転させる電動機が知られている。このような電動機は、例えば、特許文献１に開示されるようなブラシレスモータが用いられ、回転制御を行う目的で、回転子の回転数や回転角度を検出可能な回転検出センサが設けられている。この回転検出センサは、回転子の側面に装着された導体パターンに臨むようにモータケースの内面に配置される。そして、導体パターンに通電することで過電流を発生させ、それによって生じるインダクタンスの変化を検出することで回転数又は回転角度が算出され、該回転数に基づいて電動機の回転制御が行われる。

特開２００９−７７５００号公報

上述したような電動機では、軸方向に小型化を図りたいという要請がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、回転検出センサを内部にコンパクトに配置することで、軸方向にさらなる小型化を図ることが可能な電動機を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、ローターと、該ローターの外周側に設けられコイルの巻回された環状のステータと、前記ローター及び前記ステータが収納されるハウジングとを有し、前記コイルへの通電作用下に前記ローターを回転駆動させる電動機において、
前記ハウジングには、前記ローターを回転自在に支持する軸受と、
断面扇状に形成され、前記ローターの回転数又は回転角度を検出する回転検出センサと、
を備え、
前記ハウジング内において前記回転検出センサが前記軸受の外周側に配置されると共に、前記コイルに接続された導線が前記軸受を挟んで前記回転検出センサと対向する位置に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、電動機を構成するハウジングにおいて、断面扇状に形成されローターの回転数又は回転角度を検出する回転検出センサを、前記ローターを回転自在に支持する軸受の外周側に配置すると共に、コイルに接続された導線を前記軸受を挟んで前記回転検出センサと対向する位置に配置している。

従って、回転検出センサを軸受の外周側に形成されたデッドスペースを利用して配置できるため、前記軸受と前記回転検出センサとを軸方向に並べて配置する場合と比較し、軸寸法を短縮することが可能となると共に、導線を回転検出センサが設けられていないスペースを利用して配置することでさらなる軸寸法の短縮が可能となる。その結果、回転検出センサをハウジング内でコンパクトに収納することで、電動機を軸方向に小型化することができる。

また、ハウジングの内部には、軸受を挟んで回転検出センサと対向する位置にコイルへの通電を制御する駆動回路を設けることにより、前記ハウジング内において、前記回転検出センサが設けられていないスペースに前記駆動回路を収納することが可能となり、前記駆動回路をハウジングの外部に設けた場合と比較し、電動機をさらに軸方向へ小型化することができる。

さらに、電動機は、ブラシレスモータであるとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、電動機を構成するハウジングにおいて、断面扇状に形成されローターの回転数又は回転角度を検出する回転検出センサを、前記ローターを回転自在に支持する軸受の外周側に配置すると共に、コイルに接続された導線を前記軸受を挟んで前記回転検出センサと対向する位置に配置することで、前記回転検出センサを軸受の外周側のデッドスペースを利用して配置できるため、前記軸受と前記回転検出センサとを軸方向に並べて配置する場合と比較し、軸寸法を短縮することが可能となると共に、導線を回転検出センサが設けられていないスペースを利用して配置することでさらなる軸寸法の短縮が可能となる。その結果、回転検出センサをハウジング内でコンパクトに収納することで、電動機を軸方向に小型化することができる。

本発明の実施の形態に係る電動機の全体断面図である。図１に示すカバー部材の正面図である。

本発明に係る電動機について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る電動機を示す。

この電動機１０は、図１に示されるように、内部に空間１２を有したハウジング１４と、該ハウジング１４の内部に回転自在に設けられるシャフト１６と、該シャフト１６の外周側に設けられるローター１８と、前記ローター１８の外周側に配置されハウジング１４に固定されるステータ２０と、前記ローター１８の回転数や回転角度を検出する回転検出センサ２２とを含む。

ハウジング１４は、その一端部に第１軸受２４を介してシャフト１６を支持する第１支持部２６が形成され、第１支持部２６は前記ハウジング１４の中心となる軸線上に設けられる。そして、円筒状に形成された第１支持部２６の内周面に第１軸受２４が装着され、例えば、ボールベアリングからなる前記第１軸受２４を介して前記ハウジング１４の軸線上にシャフト１６が回転自在に支持される。

また、ハウジング１４の他端部は、第１支持部２６に対して拡径した略一定径で形成され開口し、カバー部材２８が装着されることで閉塞される。

カバー部材２８は、図１及び図２に示されるように、円盤状に形成された本体部３０と、前記本体部３０の外縁部に形成された周壁部３２と、前記本体部３０の中央に形成された第２支持部３４とを備える。本体部３０は、略平面状に形成され、その内壁面には回転検出センサ２２が複数の取付ボルト３６を介して固定される。

この回転検出センサ２２は、例えば、中心に断面半円状の凹部２２ａを有した断面扇状に形成され、その内部には図示しない複数のパターンコイルが互いに等間隔離間して設けられている。そして、回転検出センサ２２は、凹部２２ａがカバー部材２８の中心側（第２支持部３４側）となるように配置され、互いに等間隔離間して形成された貫通孔（図示せず）にカバー部材２８を介して取付ボルト３６が挿通され螺合されることで、該カバー部材２８の内壁面に密着した状態で固定される。

周壁部３２は、本体部３０に対して略直角に折曲され環状に形成される。そして、周壁部３２の端部が、ハウジング１４の他端部に当接した状態で、前記ハウジング１４とカバー部材２８とを図示しないボルトで共締めすることで一体的に連結される。これにより、ハウジング１４の開口した他端部がカバー部材２８によって閉塞される。

第２支持部３４は、ハウジング１４の第１支持部２６と同軸上に形成され、該第１支持部２６側に向かって突出した円筒状に形成される。そして、第２支持部３４の内部には、例えば、ボールベアリングからなる第２軸受（軸受）４０が装着され、シャフト１６の他端部が回転自在に支持される。

シャフト１６は、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さを有し、その一端部及び他端部が縮径して形成される。そして、シャフト１６は、ハウジング１４及びカバー部材２８によって囲まれた空間１２内に配置され、その一端部が第１軸受２４に支持され、他端部が第２軸受４０に支持されることで回転自在となる。

このシャフト１６の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った略中央部には、円環状のローター１８が圧入され、一端部側（矢印Ａ方向）の外周面に形成された係止部４２によって一端部側への移動が規制される。そして、ローター１８は、シャフト１６と一体的に回転する。

ローター１８は、その外周面近傍に複数の永久磁石４４が設けられ、該永久磁石４４は互いに周方向に沿って等間隔離間して配置されると共に、カバー部材２８側（矢印Ｂ方向）となる他端部に検出プレート４６が固定される。検出プレート４６は、例えば、板材をプレス成形することで形成され、ローター１８の他端面に当接するベース部４８と、該ベース部４８に対して略直角に立設した接続部５０と、該接続部５０に対して略直角に折曲され半径外方向に拡径した被検出部５２とを有する。なお、被検出部５２は、ベース部４８と略平行に形成される。

そして、検出プレート４６は、ベース部４８がローター１８に当接した状態で、円盤状の保持プレート５４をカバー部材２８側（矢印Ｂ方向）に当接させ、該保持プレート５４と共にロケートピン５６を挿通させ、ローター１８の他端面に形成された位置決め孔５８に圧入することでローター１８に対する検出プレート４６の回転方向の位置決めがなされ固定される。

この際、被検出部５２は、カバー部材２８に装着された回転検出センサ２２と対向する位置に配置され、前記被検出部５２を含む検出プレート４６がローター１８及びシャフト１６と共に回転した際、その回転数及び回転角度が前記回転検出センサ２２によって検出される。

ステータ２０は、環状に形成され、ローター１８の外周側となる位置でハウジング１４の内周面に固定される。このステータ２０の一端面及び他端面には、コイル６０の巻回されるインシュレータ６２が設けられ、前記コイル６０が導線６４を介して駆動回路６６に接続されている。この導線６４及び駆動回路６６は、回転検出センサ２２の設けられていないカバー部材２８の下部側に配置されているため、前記カバー部材２８の内部において前記回転検出センサ２２と軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に重複して配置されることが防止され、軸寸法を抑制することができる。

換言すれば、カバー部材２８の内部において、断面扇状の回転検出センサ２２が配置されていない部位はデッドスペースとなっているため、そのスペースを利用して導線６４及び駆動回路６６が配置される。なお、駆動回路６６は、図示しないリード線等によって図示しない電源等に接続されている。

そして、駆動回路６６からコイル６０に対して通電されることによって生じる磁界によって、複数の永久磁石４４が設けられたローター１８が回転し、その回転駆動力が第１及び第２軸受２４、４０によって回転自在に支持されたシャフト１６の一端部を介して外部へと出力される。

なお、上述した実施の形態では、複数のパターンコイルが内蔵され、インダクタンスの変化に基づいてローター１８の回転数等を検出可能な回転検出センサ２２を用いる場合について説明したが、この検出方式に限定されるものではなく、例えば、磁界の変化を検出することでローター１８の回転数等を検出可能なホール素子を用いた回転検出センサを採用するようにしてもよいし、前記ローター１８の回転数等を検出可能な検出センサであれば、特にその検出方式は限定されるものではない。

以上のように、本実施の形態では、電動機１０において、ハウジング１４の他端部を閉塞するカバー部材２８の内壁面に、断面扇状の回転検出センサ２２を設け、該回転検出センサ２２によってローター１８に装着された検出プレート４６の被検出部５２を検出する構成とすることで、ローター１８を回転自在に支持する第２軸受４０の外周側に前記回転検出センサ２２を配置することが可能となる。従って、第２軸受４０の外周側のデッドスペースを利用して回転検出センサ２２を配置できるため、前記第２軸受４０と前記回転検出センサ２２とを軸方向に並べて配置する場合と比較し、軸寸法を短縮することが可能となる。その結果、回転検出センサ２２をハウジング１４内に内蔵する電動機１０を軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に小型化することができる。

また、コイル６０に通電するための導線６４を、第２軸受４０を挟んで回転検出センサ２２と対向する位置に配置しているため、断面扇状の回転検出センサ２２が設けられていないスペースを利用して前記導線６４を配置することで、該回転検出センサ２２と前記導線６４を軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に並べて配置する場合と比較し、さらに軸寸法の短縮を図ることが可能となる。その結果、電動機１０の軸寸法をさらに短くして小型化を図ることが可能となる。

さらに、上述した導線６４へ電流を供給するための駆動回路６６を、第２軸受４０を挟んで回転検出センサ２２と対向し、且つ、前記導線６４に近接した位置に配置しているため、回転検出センサ２２が設けられていないスペースに前記駆動回路６６を収納することが可能となり、前記駆動回路６６をハウジング１４の外部に設けた場合と比較し、電動機１０の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）への小型化をさらに推進することができる。

また、従来、電動機におけるハウジング１４の外側に設けられていた回転検出センサ２２を、前記ハウジング１４の内部に収納することで耐久性の向上を図ることができる。

なお、本発明に係る電動機は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…電動機１４…ハウジング
１６…シャフト１８…ローター
２０…ステータ２２…回転検出センサ
２４…第１軸受２６…第１支持部
２８…カバー部材３４…第２支持部
３６…取付ボルト４０…第２軸受
４６…検出プレート５２…被検出部
６０…コイル６４…導線
６６…駆動回路

Claims

ローターと、該ローターの外周側に設けられコイルの巻回された環状のステータと、前記ローター及び前記ステータが収納されるハウジングとを有し、前記コイルへの通電作用下に前記ローターを回転駆動させる電動機において、
前記ハウジングには、前記ローターを回転自在に支持する軸受と、
断面扇状に形成され、前記ローターの回転数又は回転角度を検出する回転検出センサと、
を備え、
前記ハウジング内において前記回転検出センサが前記軸受の外周側に配置されると共に、前記コイルに接続された導線が前記軸受を挟んで前記回転検出センサと対向する位置に配置されることを特徴とする電動機。
請求項１記載の電動機において、
前記ハウジングの内部には、前記軸受を挟んで前記回転検出センサと対向する位置に前記コイルへの通電を制御する駆動回路が設けられることを特徴とする電動機。
請求項１又は２記載の電動機において、
前記電動機は、ブラシレスモータからなることを特徴とする電動機。