JP2018046660A - Motor unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータユニットに関する。 The present invention relates to a motor unit.
下記特許文献1及び特許文献2には、当該ロータの位相(回転角)を検出することが可能とされたモータが開示されている。特許文献1に記載されたモータでは、バックヨークにおける所定の部分には開口部が形成されており、この開口部から漏れ出した磁束をセンサによって検出することで、ロータの位相を検出することが可能となっている。また、特許文献2に記載されたモータでは、ロータと共に回転するブシュに嵌合されたセンサマグネットの磁束をセンサによって検出することで、ロータの位相を検出することが可能となっている。 The following Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a motor capable of detecting the phase (rotation angle) of the rotor. In the motor described in Patent Document 1, an opening is formed in a predetermined portion of the back yoke, and the phase of the rotor can be detected by detecting the magnetic flux leaking from the opening by a sensor. It is possible. Moreover, in the motor described in Patent Document 2, the phase of the rotor can be detected by detecting the magnetic flux of the sensor magnet fitted to the bush that rotates together with the rotor by the sensor.
ところで、ロータの位相や回転数等を検出するセンサマグネットが樹脂製の保持部材にインサート成形等により一体化された構成では、センサマグネットが保持部材にインサート成形された後にセンサマグネットに生じる応力を低減することができることが望ましい。 By the way, in the configuration in which the sensor magnet for detecting the rotor phase and the rotational speed is integrated with the resin holding member by insert molding or the like, the stress generated in the sensor magnet after the sensor magnet is insert molded to the holding member is reduced. It is desirable to be able to.
本発明は上記事実を考慮し、センサマグネットに生じる応力を低減することができるモータユニットを得ることが目的である。 An object of the present invention is to obtain a motor unit that can reduce the stress generated in the sensor magnet in consideration of the above facts.
請求項1記載のモータユニットは、軸線回りに回転可能に支持されたロータと、磁気を検出する検出部と、前記検出部によって磁気が検出されるセンサマグネットと、前記ロータと一体回転可能に設けられていると共に樹脂材料を用いて形成され、前記センサマグネットが保持された状態において前記センサマグネットの端部と隣合う部分にスリットが形成された保持部材と、を備えている。 The motor unit according to claim 1 is provided so as to be rotatable integrally with the rotor, a rotor supported so as to be rotatable about an axis, a detection unit for detecting magnetism, a sensor magnet for detecting magnetism by the detection unit, and the rotor. And a holding member which is formed using a resin material and has a slit formed in a portion adjacent to the end portion of the sensor magnet in a state where the sensor magnet is held.
請求項1記載のモータユニットによれば、ロータが回転されると、保持部材がロータと共に回転される。これにより、保持部材に保持されたセンサマグネットが回転される。そして、回転されたセンサマグネットの磁気は、検出部によって検出される。ここで、請求項1記載の発明では、保持部材においてセンサマグネットの端部と隣合う部分にスリットが形成されている。そのため、センサマグネットを保持部材にインサート成形する際の冷却過程で、スリットの幅が変化する。これにより、保持部材からセンサマグネットに入力される荷重が低減されて、センサマグネットに生じる応力が低減される。 According to the motor unit of the first aspect, when the rotor is rotated, the holding member is rotated together with the rotor. Thereby, the sensor magnet held by the holding member is rotated. The magnetism of the rotated sensor magnet is detected by the detection unit. Here, in the first aspect of the present invention, the slit is formed in the holding member adjacent to the end of the sensor magnet. Therefore, the width of the slit changes during the cooling process when the sensor magnet is insert-molded into the holding member. Thereby, the load input to the sensor magnet from the holding member is reduced, and the stress generated in the sensor magnet is reduced.
請求項2記載のモータユニットは、請求項1記載のモータユニット において、前記センサマグネットは、N極の磁極とされた部分とS極の磁極とされた部分とを有しており、前記センサマグネットにおいて、前記N極の磁極とされた部分と前記S極の磁極とされた部分との境界部には、凹状の窪み部が形成されており、前記スリットが、前記保持部材において前記窪み部に入り込んだ部分に形成されている。 The motor unit according to claim 2 is the motor unit according to claim 1, wherein the sensor magnet has a portion made an N-pole magnetic pole and a portion made an S-pole magnetic pole, and the sensor magnet A concave recess is formed at the boundary between the N pole magnetic pole portion and the S pole magnetic pole portion, and the slit is formed in the recess portion of the holding member. It is formed in the intrusion part.
請求項2記載のモータユニットによれば、センサマグネットを保持部材にインサート成形する際の冷却過程で、保持部材においてセンサマグネットに形成された窪み部に入り込んだ部分の寸法が変化することで、スリットの幅が変化する。これにより、保持部材においてセンサマグネットに形成された窪み部に入り込んだ部分からセンサマグネットに入力される荷重が低減されて、マグネットにおいて窪み部が形成された部分の応力が低減される。 According to the motor unit of claim 2, in the cooling process when the sensor magnet is insert-molded into the holding member, the dimension of the portion of the holding member that has entered the recess formed in the sensor magnet changes, so that the slit The width of changes. As a result, the load that is input to the sensor magnet from the portion of the holding member that enters the recess portion formed in the sensor magnet is reduced, and the stress at the portion of the magnet where the recess portion is formed is reduced.
請求項3記載のモータユニットは、請求項1又は請求項2記載のモータユニットにおいて、前記保持部材において前記スリットが形成された部分の周縁部が、前記センサマグネットの端部に密着された薄肉部とされている。 The motor unit according to claim 3 is the motor unit according to claim 1 or 2, wherein a peripheral portion of a portion of the holding member where the slit is formed is in close contact with an end of the sensor magnet. It is said that.
請求項3記載のモータユニットによれば、保持部材においてスリットが形成された部分の周縁部の一部が、マグネットの端部に密着された薄肉部とされている。これにより、センサマグネットを保持部材にインサート成形する際の冷却過程で、保持部材においてスリットが形成された部分の周縁部の一部である薄肉部を他の一部に対して変形させ易くすることができる。このように、保持部材においてセンサマグネットの端部に密着している部分をスリットの周縁部である薄肉部とすることで、保持部材からセンサマグネットに入力される荷重がより一層低減されて、マグネットに生じる応力がより一層低減される。 According to the motor unit of the third aspect, a part of the peripheral portion of the portion where the slit is formed in the holding member is a thin portion that is in close contact with the end of the magnet. Thereby, in the cooling process when the sensor magnet is insert-molded into the holding member, the thin portion which is a part of the peripheral portion of the portion where the slit is formed in the holding member is easily deformed with respect to the other part. Can do. In this way, the portion of the holding member that is in close contact with the end of the sensor magnet is a thin-walled portion that is the peripheral edge of the slit, so that the load that is input from the holding member to the sensor magnet is further reduced. Is further reduced.
本発明に係るモータユニットは、センサマグネットに生じる応力を低減することができる、という優れた効果を有する。 The motor unit according to the present invention has an excellent effect that the stress generated in the sensor magnet can be reduced.
図1〜図6を用いて本発明の実施形態に係るモータユニットについて説明する。なお、図中に適宜示す矢印Z方向、矢印R方向及び矢印C方向は、モータユニットの回転軸26(ロータ14)の回転軸方向、回転径方向及び回転周方向をそれぞれ示すものとする。また以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、回転軸26(ロータ14)の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を示すものとする。 A motor unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the arrow Z direction, the arrow R direction, and the arrow C direction that are appropriately shown in the drawing indicate the rotation axis direction, the rotation radial direction, and the rotation circumferential direction of the rotation shaft 26 (rotor 14) of the motor unit, respectively. In addition, hereinafter, when only the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction are indicated, the rotational axis direction, the rotational radial direction, and the rotational circumferential direction of the rotary shaft 26 (rotor 14) are indicated unless otherwise specified.
図1に示されるように、本実施形態のモータユニット10は、一例として車両のパワーシートを作動させるために用いられるパワーシート用モータユニットである。このモータユニット10は、ステータ12と、ロータ14と、図示しないブラシを支持するブラシホルダ16と、を備えている。また、モータユニット10は、ロータ14と他の部材とを連結させると共にセンサマグネット38と一体に形成された連結部材18と、ロータ14の位相を検出する検出装置20と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
(ステータ12の構成)
ステータ12は、略有底円筒状に形成されたモータヨーク22を備えている。このモータヨーク22の内周面には、複数のステータマグネット24が固定されており、また複数のステータマグネット24は周方向に沿って等間隔に配列されている。
(Configuration of stator 12)
The
(ロータ14の構成)
ロータ14は、その大部分がモータヨーク22内配置されており、このロータ14は、回転軸26と、固定子コア28と、整流子30と、を含んで構成されている。
(Configuration of rotor 14)
Most of the
回転軸26は、モータヨーク22と同軸上に配置されており、回転軸26の軸方向他方側(矢印Z方向とは反対側)の端部は、図示しない軸受部材を介してモータヨーク22の底部に回転自在に支持されている。さらに、回転軸26の軸方向一方側の部分は、ブラシホルダ16に支持された図示しない軸受部材を介して回転自在に支持されている。また、回転軸26の軸方向一方側の端部は、連結部材18が固定される連結部材固定部26Aとされている。
The rotating
固定子コア28は、回転軸26に固定されると共に、モータヨーク22内に配置されている。また、固定子コア28は、径方向外側に向けて放射状に延びると共に周方向に沿って等間隔に配列された複数のティース部を備えており、この複数のティース部の回りには、導電性の巻線が巻回されることによって形成されたコイルがそれぞれ形成されている。
The
整流子30は、回転軸26の軸方向一方側の部分に圧入によって固定されている。この整流子30は、複数の整流子片30Aを有しており、整流子片30Aは整流子30の外周面に同心状に配置されている。また、整流子30の各整流子片30Aには、コイルを形成する巻線の端末部が電気的に接続されている。
The
(ブラシホルダ16の構成)
ブラシホルダ16は、絶縁性の材料を用いて形成されており、このブラシホルダ16は、筒状に形成されていると共に内周部に整流子30が配置される本体部16Aと、本体部16Aから径方向外側に向けて延びると共に図示しない相手側コネクタが接続されるコネクタ部16Bと、を備えている。本体部16Aには、図示しない一対のブラシが支持されている。そして、この一対のブラシが整流子30の整流子片30Aと摺接ことで、固定子コア28のティース部の回りに形成されたコイルへ通電される電流が切替えられるようになっている。なお、ブラシホルダ16には、相手側コネクタに支持された端子とブラシ又は後述する検出装置20とを繋ぐターミナル32が取付けられている。
(Configuration of brush holder 16)
The
(検出装置20の構成)
図1に示されるように、検出装置20は、ブラシホルダ16と当該ブラシホルダ16に取付けられるエンドブラケット37との間に設けられており、この検出装置20は、矩形板状に形成された回路基板34と、回路基板34に取付けられた検出部としてのホールIC36と、を含んで構成されている。回路基板34は、軸方向を厚み方向として延在しており、この回路基板34の長手方向の中間部には、回転軸26が挿通される円形の挿通孔34Aが形成されている。また、回路基板34の軸方向一方側の面における挿通孔34Aの周縁部には、ホールIC36がハンダ付け等により取付けられている。このホールIC36は、連結部材18に支持されたセンサマグネット38と軸方向に対向して配置されている。そして、このホールIC36が、センサマグネット38の磁気を検出する。そしてさらに、ホールIC36により検出される磁気の強さ(磁束)が所定値を超えると、当該ホールIC36がON信号を出力するようになっている。
(Configuration of the detection device 20)
As shown in FIG. 1, the
(センサマグネット38の構成)
図2及び図4に示されるように、センサマグネット38は、連結部材18と一体に形成されることにより連結部材18と一体回転可能とされている。なお、センサマグネット38は、当該センサマグネット38が所定の金型内にセットされて、当該金型内に連結部材18を形成する樹脂材料が注入されて冷却されることで、連結部材18と一体に形成されている(インサート成形により連結部材18と一体化されている)。
(Configuration of sensor magnet 38)
As shown in FIGS. 2 and 4, the
具体的には、センサマグネット38は、回転軸26(図1参照)と同軸上に配置される円筒状に形成されたリングマグネットである。また、センサマグネット38の径方向一方側の部分は、N極の磁極とされたN極部38Nとされており、センサマグネット38の径方向他方側の部分は、S極の磁極とされたS極部38Sとされている。また、本実施形態では、センサマグネット38におけるN極部38NとS極部38Sとの境界38Aの周縁部、すなわち、N極部38NとS極部38Sとの境界部38B(以下当該境界部38Bのことを「磁極境界部38B」という)には、検出装置20側(軸方向他方側)が開放された凹状の窪み部38Cが形成されている。これにより、図6に示されるように、センサマグネット38の磁極境界部38B(窪み部38Cが形成された部分)とホールIC36との軸方向距離L1が、センサマグネット38における磁極境界部38Bを除く部分38DとホールIC36との軸方向距離L2よりも遠くなっている。なお、本実施形態のセンサマグネット38は一対の磁極(N極部38N及びS極部38S)を有するため、センサマグネット38には、上記窪み部38Cが2箇所形成されている。また、本実施形態では、窪み部38Cの深さDが、周方向に沿って略一定の深さとされている。
Specifically, the
(連結部材18の細部の構成)
次に、本実施形態の要部である連結部材18の構成について説明する。
(Detailed configuration of the connecting member 18)
Next, the structure of the
図2〜図5に示されるように、保持部材としての連結部材18は、樹脂材料を用いて形成されており、この連結部材18は、センサマグネット38が固定(保持)されるセンサマグネット固定部18Aと、センサマグネット固定部18Aの軸方向一方側の端部から突出する3つの伝達突起18Bと、を備えている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the connecting
図2〜図4に示されるように、センサマグネット固定部18Aは、軸方向を厚み方向として径方向に延在する円板状に形成された円板部18Eと、円板部18Eの軸心部から軸方向他方側に向けて突出する円筒状に形成された円筒部18Fと、を備えている。円筒部18Fの軸心部には、回転軸26の連結部材固定部26A(図1参照)が係合される係合孔18Cが形成されている。そして、回転軸26の連結部材固定部26A(図1参照)が係合孔18Cに係合されることで、連結部材18が回転軸26の軸方向一方側の端部に固定されるようになっている。
As shown in FIG. 2 to FIG. 4, the sensor
また、図2、図4及び図5に示されるように、センサマグネット固定部18Aは、センサマグネット38に形成された一対の窪み部38C内にそれぞれ配置される一対の窪み部内配置部18Gを備えている。この窪み部内配置部18Gにおける周方向の両端側には、径方向外側から見て軸方向他方側が開放されたスリット18Hがそれぞれ形成されている。また、窪み部内配置部18Gにおける周方向の両端部は、センサマグネット38における磁極境界部38Bを除く部分38Dの周方向の端面に密着された薄肉部18Iとされている。この薄肉部18Iの厚みT2(周方向への寸法)は、窪み部内配置部18Gの周方向の中央部の厚みT1(周方向への寸法)よりも薄い寸法に設定されている。また、一方の窪み部内配置部18Gの薄肉部18Iと他方の窪み部内配置部18Gの薄肉部18Iとは、センサマグネット38における磁極境界部38Bを除く部分38Dの内周面に沿って延在する接続壁部18Jを介してつながれている。
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the sensor
(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
(Operation and effect of this embodiment)
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
図1に示されるように、本実施形態のモータユニット10では、ブラシホルダ16内に設けられた図示しないブラシが整流子30に摺接して、ロータ14の一部を構成する複数のコイルへの通電が切替えられることによって、ロータ14が回転する。これにより、ロータ14の回転軸26に固定された連結部材18を介して車両のパワーシートの一部を構成する部材が回転されて、車両のパワーシートが作動される。
As shown in FIG. 1, in the
また、ロータ14が回転されると、連結部材18に支持されたセンサマグネット38が回転される。そして、センサマグネット38の磁気がホールIC36によって検出されると共に、ホールIC36によって検出される磁気の強さ(磁束)が所定値を超えると、ホールIC36からON信号が出力される。そして、このON信号がカウントされることで、回転軸26の回転角度が算出される。
When the
ここで、図2、図4及び図5に示されるように、本実施形態の連結部材18では、センサマグネット固定部18Aの窪み部内配置部18Gにスリット18Hが形成されている。そのため、センサマグネット38を連結部材18にインサート成形する際の冷却過程で、スリット18Hの幅を変化させることができる。これにより、連結部材18の窪み部内配置部18Gからセンサマグネット38に入力される荷重(窪み部内配置部18Gからセンサマグネット38における磁極境界部38Bを除く部分38Dに入力される周方向への荷重)が低減されて、センサマグネット38において窪み部38Cが形成された部分に生じる曲げ応力を低減することができる。
Here, as shown in FIGS. 2, 4, and 5, in the connecting
また、本実施形態では、連結部材18の窪み部内配置部18Gにおける周方向の両端部が、センサマグネット38における磁極境界部38Bを除く部分38Dの周方向の端面に密着された薄肉部18Iとされている。これにより、センサマグネット38を連結部材18にインサート成形する際の冷却過程で、窪み部内配置部18Gの薄肉部18Iを当該窪み部内配置部18Gの周方向の中央部に対して変形させ易くすることができる。このように、窪み部内配置部18Gにおいてセンサマグネット38と密着している部分を薄肉部18Iとすることで、窪み部内配置部18Gからセンサマグネット38に入力される荷重をより一層低減することができる。その結果、センサマグネットにおいて窪み部が形成された部分に生じる応力をより一層低減することができる。
Further, in the present embodiment, both end portions in the circumferential direction of the indentation
さらに、本実施形態では、一方の窪み部内配置部18Gの薄肉部18Iと他方の窪み部内配置部18Gの薄肉部18Iとが、センサマグネット38における磁極境界部38Bを除く部分38Dの内周面に沿って延在する接続壁部18Jを介してつながれている。このように、磁極境界部38Bに対して突出した部分38Dを接続壁部18Jによって径方向内側から支持させる構成とすることで、センサマグネット38の衝撃に対する耐性を向上させることができる。また、当該構成は、センサマグネット38がフェライト磁石である場合に、特に有用である。
Furthermore, in the present embodiment, the
なお、本実施形態では、センサマグネット38におけるN極部38NとS極部38Sとの境界部38Bである磁極境界部38Bに、軸方向他方側が開放された凹状の窪み部38Cを形成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図7(A)及び(B)に示されるように、検出装置20がセンサマグネット38の径方向外側に配置される構成においては、センサマグネット38におけるN極部38NとS極部38Sとの境界部38Bである磁極境界部38Bに、径方向外側が開放された凹状の窪み部38Cを形成してもより。ここで、図7(A)及び(B)に示されたセンサマグネット38及び連結部材18において、図2に示されたセンサマグネット38及び連結部材18と対応する部分には、図2に示されたセンサマグネット38及び連結部材18の各部と同一の符号を付している。
In the present embodiment, an example in which a
なお、以上説明した例では、スリット18Hを窪み部内配置部18Gに形成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。スリット18Hを設ける位置は、連結部材18が冷却される過程における各部の寸法変化量等を考慮して適宜設定すればよい。
In addition, although the example demonstrated above demonstrated the example which formed the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above, and various modifications other than the above can be implemented without departing from the spirit of the present invention. Of course.
10 モータユニット
14 ロータ
18 連結部材(保持部材)
18H スリット
18I 薄肉部
38 センサマグネット
38C 窪み部
36 ホールIC(検出部)
10
Claims (3)
磁気を検出する検出部と、
前記検出部によって磁気が検出されるセンサマグネットと、
前記ロータと一体回転可能に設けられていると共に樹脂材料を用いて形成され、前記センサマグネットが保持された状態において前記センサマグネットの端部と隣合う部分にスリットが形成された保持部材と、
を備えたモータユニット。 A rotor supported rotatably about an axis,
A detector for detecting magnetism;
A sensor magnet in which magnetism is detected by the detection unit;
A holding member that is provided so as to be integrally rotatable with the rotor and is formed using a resin material, and in which the sensor magnet is held, a slit is formed in a portion adjacent to an end of the sensor magnet,
Motor unit with
前記センサマグネットにおいて、前記N極の磁極とされた部分と前記S極の磁極とされた部分との境界部には、凹状の窪み部が形成されており、
前記スリットが、前記保持部材において前記窪み部に入り込んだ部分に形成されている請求項1記載のモータユニット。 The sensor magnet has an N-pole magnetic pole part and an S-pole magnetic pole part,
In the sensor magnet, a concave depression is formed at the boundary between the portion made the N-pole magnetic pole and the portion made the S-pole magnetic pole,
The motor unit according to claim 1, wherein the slit is formed in a portion of the holding member that enters the recess.
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