JP2017028932A - 回転電機 - Google Patents

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Abstract

【課題】磁気センサとマグネットとの相対位置を決める部品の寸法精度および組み付け精度を緩和することが可能な回転電機を提供する。
【解決手段】モータ10は、ステータ20と、ロータ22と、ロータ22の回転位置に応じて変化する、マグネット48が発する磁気を検知する磁気センサ86と、磁気センサ86に対してマグネット48とは反対側に設けられている磁性体90とを備えている。このような磁性体90が設けられる形態によれば、この磁性体90が設けられない形態と比べて、磁気センサ86に入力される磁束量が多くなる。そして、磁気センサ86に入力される磁束量は、磁気センサ86とマグネット48との相対位置がずれても減少しにくい。したがって、磁気センサ86とマグネット48との相対位置を決める部品の寸法精度および組み付け精度を緩和することが可能である。
【選択図】図2

Description

本発明は、回転電機に関する。
ロータの回転位置を検出するために、ロータのマグネットが発する磁気を検知する磁気センサを備える回転電機が知られている。例えば、特許文献1に開示されたモータは、ロータのマグネットと磁気センサとの間に磁気誘導部材を設け、マグネットが発する磁気を磁気誘導部材により磁気センサに誘導するよう構成されている。
特開2014−14243号公報
ところで、磁気センサとマグネットとの相対位置は、磁気センサが検知する磁気の大きさに大きな影響を与える。つまり、磁気センサとマグネットとの相対位置が適切な位置から外れると、磁気センサに入力される磁束量が少なくなる。そのため、従来では、磁気センサが検知する磁気についての個体差を無くすために、磁気センサとマグネットとの相対位置を決める部品の寸法精度および組み付け精度を厳しく管理する必要があった。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気センサとマグネットとの相対位置を決める部品の寸法精度および組み付け精度を緩和することが可能な回転電機を提供することである。
本発明による回転電機は、ステータと、ロータと、磁気センサと、磁性体とを備える。ステータは回転磁界を発生する。ロータは、磁極を構成するマグネットを有し、回転磁界に吸引されて回転する。磁気センサは、ロータの回転位置に応じて変化する、マグネットが発する磁気を検出する。磁性体は、磁気センサに対してマグネットとは反対側に設けられている。
このような磁性体が設けられる本発明によれば、この磁性体が設けられない形態と比べて、磁気センサに入力される磁束量が多くなる。そして、磁気センサに入力される磁束量は、磁気センサとマグネットとの相対位置がずれても減少しにくい。したがって、磁気センサとマグネットとの相対位置を決める部品の寸法精度および組み付け精度を緩和することが可能である。
本発明の第1実施形態によるモータの構成を示す断面図である。 図1の磁気センサ付近を拡大して示す図である。 本発明の第2実施形態によるモータのうち、磁気センサ付近を拡大して示す図である。 本発明の第3実施形態によるモータのうち、磁気センサ付近を拡大して示す図である。 本発明の第4実施形態によるモータのうち、磁気センサ付近を拡大して示す図である。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態によるモータを図1に示す。モータ10は、例えば乗用自動車等の車両に搭載され、車室内に送風するためのブロワモータ、または、ラジエータを冷却するためのファンモータとして用いられるものである。
モータ10の全体構成について図1および図2を参照して説明する。図1に示すように、モータ10は、モータ部12と、回路基板14を収容する収容部16とを備えている。回路基板14は、モータ部12と電気的に接続され、モータ部12の動作を制御するものである。すなわち、モータ10は、モータ部12と回路基板14とが一体化された回路一体型のモータである。
モータ部12は、ステータ20およびロータ22を備えている。
ステータ20は、モータシャフト24、ステータハウジング26、ステータコア28および巻線30を有している。モータシャフト24の一端部にはベアリング32が設けられている。ステータハウジング26は、平板状の平板部34と、平板部34の中央部において凹状に形成される凹部36と、凹部36の中央部において筒状に形成される筒部38とから構成されている。モータシャフト24の他端部は、筒部38の内壁に固定されている。
ステータコア28は、環状のボス部40と、ボス部40の外周側に形成されるティース部42とから構成されている。ボス部40は、ステータハウジング26の凹部36の外壁に固定されている。巻線30は、銅線がティース部42に巻回されることにより形成されている。巻線30の終端44は、回路基板14に向けて導出されている。
ロータ22は、ロータハウジング46およびマグネット48を有している。ロータハウジング46は、ステータコア28に対して径方向外側に位置する筒状の大径筒部50と、大径筒部50のうち、平板部34とは反対側の一端部において平板状に形成される底部52と、底部52の中央部において凹状に形成される凹部54とから構成されている。マグネット48は、大径筒部50の内壁に固定されており、径方向においてティース部42に対向するよう配置されている。
ロータハウジング46の凹部54の内側には、ベアリング32が嵌めつけられている。これにより、ロータ22は、モータシャフト24を中心としてステータ20に対して回転可能である。ロータハウジング46の底部52には、取付孔56が形成されている。この取付孔56には、図示しないファンが取り付けられる。
収容部16は、モータ部12に対して軸方向の一方に設けられている。また、収容部16は、中空円盤状に形成されており、径方向外側へ突出する冷却風取込部60を有している。収容部16内の回路基板14には、モータ部12の動作を制御するための種々の図示しない電子部品と、この電子部品を冷却するためのヒートシンク62とが搭載されている。このヒートシンク62は、回路基板14の一端側であって、図1中に長鎖線Fで示すように冷却風取込部60の取込口64から取り込まれた冷却風が通過する通路66に臨む位置に配置されている。ヒートシンク62を通過した冷却風は、モータ部12の方へ流れ、ロータハウジング46の底部52に形成された取出口68から外部へ排出される。
収容部16は、回路基板14を載置する載置体70と、回路基板14を載置した状態の載置体70を覆うケース72と、回路基板14に対してモータ部12とは反対側に配置されケース72を覆うカバー74とを有している。モータ部12は、ケース72の底部に形成される露出孔76から外部に露出されている。ケース72とカバー74とは、固定ねじ78によって固定されている。
載置体70は、モータ部12側に突出する筒部80を有している。載置体70とモータ部12とは、ステータハウジング26の筒部38およびモータシャフト24の他端部が筒部80の内側に挿入された状態において、固定ねじ82によって固定されている。筒部80は、モータ部12の軸部を位置決めする機能を有している。
回路基板14は、載置体70の角部近傍に形成される図示しない位置決めボスによって載置体70に対して精度良く位置決めされた状態で載置され、図示しない固定ねじにより載置体70に固定されている。
回路基板14のうち、モータ部12側を向く一方の面84には、例えばホール素子などから構成される磁気センサ86が搭載されている。磁気センサ86は、モータ部12のマグネット48から発せられる磁気を検知することによって、ロータ22のステータ20に対する回転位置を検出するためのものである。本実施形態では、磁気センサ86は3個搭載されている。
磁気センサ86は、モータ部12から離間した位置に配置されている。そのため、モータ部12と磁気センサ86との間には、マグネット48から発せられる磁気を磁気センサ86へ誘導するための磁気誘導部材88が配置されている。磁気誘導部材88は、例えば鉄材などの強磁性体から構成され、棒状であり、長手方向がモータ部12の軸方向を向くよう設けられている。磁気誘導部材88は、載置体70を貫通するよう設けられており、載置体70によって保持されている。
磁気センサ86に対してモータ部12のマグネット48とは反対側には、磁性体90が設けられている。磁性体90は、例えば鉄材などの強磁性体から構成され、チップ状に形成されている。本実施形態では、磁性体90は、回路基板14のうち、モータ部12とは反対側を向く他方の面92にはんだ付けにより固定されている。つまり、磁性体90は、回路基板14に対して磁気センサ86とは反対側に設けられている。磁気センサ86は、磁気誘導部材88と磁性体90との間に挟まれるように配置されている。磁性体90の表面には例えばスズめっきが施されており、はんだのぬれ性が向上されている。
(効果)
以上説明したように、第1実施形態によるモータ10は、ステータ20と、ロータ22と、ロータ22の回転位置に応じて変化する、マグネット48が発する磁気を検知する磁気センサ86と、磁気センサ86に対してマグネット48とは反対側に設けられている磁性体90とを備えている。
このような磁性体90が設けられる第1実施形態によれば、この磁性体90が設けられない形態と比べて、磁気センサ86に入力される磁束量が多くなる。そして、磁気センサ86に入力される磁束量は、磁気センサ86とマグネット48との相対位置がずれても減少しにくい。したがって、磁気センサ86とマグネット48との相対位置を決める部品の寸法精度および組み付け精度を緩和することが可能である。ここで、本実施形態において、「磁気センサ86とマグネット48との相対位置を決める部品」とは、ロータハウジング46、ベアリング32、モータシャフト24、ステータハウジング26、載置体70および回路基板14である。また、磁気センサ86が検知する磁束量を安定させることができるため、制御面におけるロバスト性が向上する。
また、第1実施形態では、磁気センサ86に対してマグネット48側に磁気誘導部材88が設けられている。磁気誘導部材88は、マグネット48が発する磁気を磁気センサ86に誘導する。
このような磁気誘導部材88が設けられる場合、磁気センサ86に入力される磁束量は、磁気誘導部材88と磁気センサ86とのクリアランスに大きく影響される傾向にある。そのため、磁性体90が設けられない従来形態においては、上記クリアランスを厳しく管理する必要があった。これに対して、磁性体90が設けられる第1実施形態においては、磁気センサ86に入力される磁束量が増加させられるため、磁気誘導部材88と磁気センサ86とのクリアランスを決める部品の寸法精度および組み付け精度を緩和することができる。
また、第1実施形態では、磁性体90は、磁気センサ86を搭載する回路基板14に固定されている。したがって、磁性体90と磁気センサ86とが同一部材に固定され、両者の位置精度を高めることができる。
また、第1実施形態では、磁気センサ86は、回路基板14のうち、マグネット48側を向く一方の面84に搭載され、磁性体90は、回路基板14のうち、マグネット48とは反対側を向く他方の面92に固定されている。したがって、マグネット48から磁性体90に向かう磁束の流れの経路途中に磁気センサ86を配置することができる。これにより、磁気センサ86に入力される磁束量が比較的増加し、磁気センサ86による回転位置検出精度が良くなる。
また、第1実施形態では、磁性体90は、はんだ付けにより回路基板14に固定されている。したがって、磁性体90を容易に回路基板14に固定することができる。
また、第1実施形態では、磁性体90の表面には、めっきが施されている。したがって、磁性体90の濡れ性が向上し、磁性体90を回路基板14に確実に固定することができる。
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態では、図3に示すように、磁性体90は接着剤96により回路基板14に固定されている。このように磁性体90を接着剤96により回路基板14に固定してもよい。
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態では、図4に示すように、磁性体90は、回路基板14に固定された保持台98に固定されている。保持台98は、例えばスナップフィットにより回路基板14に固定されている。このように他部材を介して磁性体90を回路基板14に固定してもよい。
[第4実施形態]
本発明の第4実施形態では、図5に示すように、磁性体90は圧入により回路基板14に固定されている。このように磁性体90を圧入により回路基板14に固定してもよい。
[他の実施形態]
本発明の他の実施形態では、磁気誘導部材が設けられなくてもよい。このような形態であっても、磁気センサに対してマグネットとは反対側に磁性体が設けられることによって、磁気センサに入力される磁束量が多くなる。
本発明の他の実施形態では、磁性体は、回路基板以外の部材に固定されてもよい。
本発明の他の実施形態では、モータに限らず、発電機などの他の回転電機に適用されてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
10・・・モータ(回転電機)
20・・・ステータ
22・・・ロータ
48・・・マグネット
86・・・磁気センサ
90・・・磁性体

Claims (6)

  1. 回転磁界を発生するステータ(20)と、
    磁極を構成するマグネット(48)を有し、前記回転磁界に吸引されて回転するロータ(22)と、
    前記ロータの回転位置に応じて変化する、前記マグネットが発する磁気を検知する磁気センサ(86)と、
    前記磁気センサに対して前記マグネットとは反対側に設けられている磁性体(90)と、
    を備えることを特徴とする回転電機。
  2. 前記磁気センサに対して前記マグネット側に設けられ、前記マグネットが発する磁気を前記磁気センサに誘導する磁気誘導部材(88)をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
  3. 前記磁気センサを搭載する基板(14)をさらに備え、
    前記磁性体は前記基板に固定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機。
  4. 前記磁気センサは、前記基板のうち、前記マグネット側を向く一方の面(84)に搭載され、
    前記磁性体は、前記基板のうち、前記マグネットとは反対側を向く他方の面(92)に固定されていることを特徴とする請求項3に記載の回転電機。
  5. 前記磁性体は、はんだ付けにより前記基板に固定されていることを特徴とする請求項3または4に記載の回転電機。
  6. 前記磁性体の表面には、めっきが施されていることを特徴とする請求項5に記載の回転電機。
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