JP2018133954A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】検出部の検出精度が低下することを抑制することができるモータを得る。【解決手段】モータは、通電されることで磁界を発生させるステータ１２と、ステータ１２が発生する磁界を受けて回転するロータ１４と、ロータ１４と一体回転可能に設けられたセンサマグネット１６と、センサマグネット１６の磁束を検出する検出部１８と、を備えている。ステータ１２と検出部１８との間には、ステータ１２が発生した磁界を遮蔽する遮蔽部材２０が設けられている。この遮蔽部材２０によって、ステータ１２の磁界が検出部１８によって検出されることが抑制される。その結果、検出部１８によるセンサマグネット１６の磁束の検出精度が低下することを抑制することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関する。

下記特許文献１には、ステータが発生する磁界によって回転するロータを備えたモータが開示されている。また、このモータは、ロータと共に回転するリング永久磁石と、リング永久磁石の磁束の変化を検出するホールＩＣと、を備えている。そして、リング永久磁石の磁束の変化がホールＩＣによって検出されることで、ロータの回転数や回転角度等を算出することが可能となっている。

特開２００８−１５１７７４号公報

ところで、モータの軸短化等の小型化を図るために、ホールＩＣ等の検出部をステータに近接して配置することが考えられるが、この場合、ステータが発生する磁界の影響によって、検出部の検出精度が低下することが考えられる。

本発明は上記事実を考慮し、検出部の検出精度が低下することを抑制することができるモータを得ることが目的である。

請求項１記載のモータは、通電されることで磁界を発生させるステータと、前記ステータが発生する磁界を受けて回転するロータと、前記ロータと一体回転可能に設けられたセンサマグネット部と、前記センサマグネット部の磁束を検出する検出部と、前記ステータと前記検出部との間に設けられ、前記ステータが発生した磁界を遮蔽する遮蔽部材と、を備えている。

請求項１記載のモータによれば、ステータに通電がなされると、当該ステータが磁界を発生させる。このステータが発生する磁界を受けて、ロータがセンサマグネット部と共に回転する。また、センサマグネット部の磁束は、検出部によって検出される。ここで、請求項１記載のモータでは、遮蔽部材が、ステータと検出部との間に設けられている。これにより、ステータの磁界が検出部によって検出されることが抑制される。その結果、検出部によるセンサマグネット部の磁束の検出精度が低下することを抑制することができる。

請求項２記載のモータは、請求項１記載のモータにおいて、前記遮蔽部材は、前記ステータにおける前記検出部が配置された側の軸方向端部と軸方向に対向していると共に周方向の全周にわたって設けられた軸方向対向部を備えている。

請求項２記載のモータによれば、遮蔽部材の軸方向対向部が周方向の全周にわたって設けられている。これにより、ステータにおける検出部が配置された側の軸方向端部からの磁界を効果的に遮蔽することができる。

請求項３記載のモータは、請求項１記載のモータにおいて、前記遮蔽部材は、前記ステータにおける前記検出部が配置された側の軸方向端部と軸方向に対向していると共に周方向の一部分に設けられた軸方向対向部を備えている。

請求項３記載のモータによれば、遮蔽部材の軸方向対向部が周方向の一部分に設けられている。当該構成では、遮蔽部材の軸方向対向部を検出部と周方向に対応する位置に配置することで、ステータにおける検出部が配置された側の軸方向端部からの磁界を効果的に遮蔽することができる。

請求項４記載のモータは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記遮蔽部材は、磁性材料を用いて板状に形成されている。

請求項４記載のモータによれば、遮蔽部材は、磁性材料を用いて板状に形成されている。これにより、例えば、鋼板材等にプレス加工等を施すことにより、遮蔽部材を容易に形成することができる。

請求項５記載のモータは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記遮蔽部材は、磁性粉末と樹脂材料とを含んで構成された混合材を用いて形成されている。

請求項５記載のモータによれば、遮蔽部材が、磁性粉末と樹脂材料とを含んで構成された混合材を用いて形成されていることにより、遮蔽部材の質量が増加することを抑制することができる。

請求項６記載のモータは、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記遮蔽部材は、前記ステータにおける前記ロータが配置された側の径方向端部と径方向に対向していると共に周方向にわたって設けられた径方向対向部を備えている。

請求項６記載のモータによれば、遮蔽部材の径方向対向部が周方向にわたって設けられている。これにより、ステータにおける検出部が配置された側の径方向端部からの磁界を効果的に遮蔽することができる。

請求項７記載のモータは、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記ロータは、前記ステータと径方向に対向して配置されたロータマグネット部を備え、前記センサマグネット部の径方向への寸法が、前記ロータマグネット部の径方向への寸法よりも小さな寸法とされ、前記センサマグネット部と前記検出部とが、径方向又は軸方向に隣り合って配置されている。

請求項７記載のモータによれば、センサマグネット部の径方向への寸法が、ロータマグネット部の径方向への寸法よりも小さな寸法とされていると共に、センサマグネット部と検出部とが、径方向又は軸方向に隣り合って配置されている。これにより、モータの径方向への体格の大型化や軸方向への体格の大型化を抑制することができる。

請求項８記載のモータは、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記検出部は、支持部材に支持されており、前記支持部材は、前記遮蔽部材に支持されている。

請求項８記載のモータによれば、支持部材が支持される部材を遮蔽部材とは別に設ける構成と比べて、モータの構成の簡素化を図ることができる。

第１実施形態に係るモータを軸方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 図１に記載されたモータの遮蔽部材を示す斜視図である。 第２実施形態に係るモータを軸方向に沿って切断した断面を示す図１に対応する断面図である。 第３実施形態に係るモータを軸方向に沿って切断した断面を示す図１に対応する断面図である。 第４実施形態に係るモータを軸方向に沿って切断した断面を示す図１に対応する断面図である。 他の形態の遮蔽部材を示す図２に対応する斜視図である。

図１及び図２を用いて本発明の第１実施形態に係るモータについて説明する。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、モータの回転軸（ロータ）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（ロータ）の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態に係るモータ１０は、インナロータタイプのブラシレスモータである。このモータ１０は、回転磁界を発生させるステータ１２と、ステータ１２の回転磁界を受けて回転するロータ１４と、を備えている。また、モータ１０は、ロータ１４の回転数や回転角度を検出するためのセンサマグネット部としてのセンサマグネット１６及び検出部１８（ホールＩＣやＭＲセンサ等）と、ステータ１２と検出部１８との間に設けられた遮蔽部材２０と、を備えている。

ステータ１２は、径方向へ延びると共に周方向へ等間隔に配置された複数のティース部２２を備えたステータコア２４と、ステータコア２４に取付けられたインシュレータ２６と、各々のティース部２２の回りに巻線が巻回されることによって形成された複数のコイル部２８と、を含んで構成されている。ステータコア２４は、所定の厚みの鋼板材が打抜かれること等によって形成された複数のステータコア構成板３０が軸方向に積層されて一体化されることによって形成されている。なお、複数のステータコア構成板３０は、かしめ等により一体化されている。また、ステータ１２は、ブラケット３２の内周部に配置された状態で当該ブラケット３２の内周面に接着剤又は圧入等により固定されている。そして、コイル部２８を形成する巻線への通電が切替えられることで、回転磁界がステータ１２の回りに生じるようになっている。

ロータ１４は、回転軸３４と、当該回転軸３４に固定されたロータコア３６と、ロータコア３６の外周部に固定されたロータマグネット部としてのロータマグネット３８と、を含んで構成されている。ロータコア３６は、所定の厚みの鋼板材が打抜かれること等によって形成された複数のロータコア構成板４０が軸方向に積層されて一体化されることによって形成されている。なお、複数のロータコア構成板４０は、複数のステータコア構成板３０と同様にかしめ等により一体化されている。ロータマグネット３８は、磁性粉末と樹脂材料との混合材が金型内に射出され後に冷却されることによって形成されている。なお、本実施形態では、着磁工程を経ることによって、ロータマグネット３８の周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。

センサマグネット部としてのセンサマグネット１６は、ロータマグネット３８の外径Ｄ１（径方向への寸法）よりも小さな外径Ｄ２の環状に形成されている。このセンサマグネット１６は、ロータマグネット３８と同様に、磁性粉末と樹脂材料との混合材が金型内に射出され後に冷却されることによって形成されている。なお、本実施形態では、着磁工程を経ることによって、センサマグネット１６の周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。そして、センサマグネット１６は、センサマグネット保持部材４２を介して回転軸３４に固定されている。検出部１８は、軸方向を厚み方向として径方向に延在する板状に形成された支持部材４４の径方向内側の端部に支持されている。なお、この支持部材４４は、回路基板や樹脂プレート等である。また、検出部１８は、センサマグネット１６と軸方向の同じ位置に配置されていると共にセンサマグネット１６と径方向に対向して配置されている。

図２に示されるように、遮蔽部材２０は、一例として厚みが１ｍｍほどの鋼鈑材にプレス加工等が施されることにより形成されている。この遮蔽部材２０は、ブラケット３２の内径に対応する筒状に形成された筒状部４６と、筒状部４６の軸方向一方側（矢印Ｚ方向側）の端部から径方向内側に向けて屈曲して延びると共に軸心部に円形の開口４８を有する軸方向対向部としての円板部５０と、を含んで構成されている。本実施形態では、筒状部４６の軸方向他方側（矢印Ｚ方向とは反対側）の端部４６Ａがステータコア２４に当接した状態で、当該筒状部４６がブラケット３２の内周面に接着剤又は圧入等により固定されることで、遮蔽部材２０がブラケット３２に固定されている。図１及び図２に示されるように、円板部５０の外縁５０Ａから開口４８の内縁４８Ａまでの径方向への寸法Ｂは、軸方向から見てステータ１２の全体を覆う寸法に設定されている。また、遮蔽部材２０がブラケット３２に固定された状態では、円板部５０がステータ１２のインシュレータ２６及びコイル部２８に近接して配置されている。さらに、円板部５０におけるステータ１２とは反対側の面は、支持部材４４が固定される固定面５０Ｂとされている。

（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。

本実施形態のモータ１０によれば、ステータ１２の一部を形成するコイル部２８へ通電がなされると、ステータ１２の回りに回転磁界が生じる。この回転磁界とロータマグネット３８の磁界によって、ロータ１４が回転する。また、ロータ１４が回転すると、センサマグネット１６と検出部１８との間の磁束が変化する。そして、この磁束の変化が検出部１８に検出されることで、ロータ１４の回転数や回転角度を算出することができる。

ここで、本実施形態では、遮蔽部材２０が、ステータ１２と検出部１８を支持する支持部材４４との間に設けられている。これにより、ステータ１２の磁界が検出部１８によって検出されることが抑制される。その結果、検出部１８によるセンサマグネット１６の磁束の変化の検出精度が低下することを抑制することができる。

また、本実施形態では、遮蔽部材２０の円板部５０が、軸方向から見てステータ１２の全体を覆っている。これにより、ステータ１２における軸方向一方側の端部からの磁界を効果的に遮蔽することができる。

さらに、本実施形態では、遮蔽部材２０の素材として鋼板材が用いられている。これにより、鋼板材にプレス加工等を施すことにより、遮蔽部材２０を容易に形成することができる。

また、本実施形態では、センサマグネット１６の外径Ｄ２がロータマグネット３８の外径Ｄ１よりも小さな寸法とされていると共に、センサマグネット１６と検出部１８とが径方向に隣り合って対向して配置されている。これにより、モータ１０の径方向への体格の大型化を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、遮蔽部材２０の円板部５０におけるステータ１２とは反対側の面が、支持部材４４が固定される固定面５０Ｂとされている。これにより、支持部材が固定及び支持される部材を遮蔽部材２０とは別に設ける構成と比べて、モータ１０の構成の簡素化を図ることができる。なお、遮蔽部材２０を支持部材４４を形成する樹脂にモールドしてもよい。

なお、本実施形態では、センサマグネット１６と検出部１８とを径方向に隣り合って対向して配置させ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３に示された第２実施形態に係るモータ５２のように、センサマグネット１６を支持部材４４に対してロータコア３６側へ配置すると共にセンサマグネット１６と検出部１８とを軸方向に隣り合って対向して配置させてもよい。当該センサマグネット１６の配置は、モータ５２の軸短化に有利である。また、図４に示された第３実施形態に係るモータ５４のように、センサマグネット１６を支持部材４４に対してロータコア３６とは反対側へ配置すると共にセンサマグネット１６と検出部１８とを軸方向に隣り合って対向して配置させてもよい。当該センサマグネット１６の配置は、ステータ１２の磁界が検出部１８によって検出されることを抑制するという観点で有利である。なお、第２実施形態に係るモータ５２及び第３実施形態に係るモータ５４において、第１実施形態に係るモータ１０と対応する部材及び部分には、当該モータ１０と対応する部材及び部分と同一の符号を付している。

また、前述の第１実施形態〜第３実施形態に係るモータ１０、５２、５４では、筒状部４６及び円板部５０を有する遮蔽部材２０を用い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５に示された第４実施形態に係るモータ５６のように、筒状部４６及び円板部５０に加えて、円板部５０の径方向内側の端部からステータ１２側へ屈曲して延びる筒状に形成された径方向対向部としての内側筒状部５８を有する遮蔽部材６０を用いてもよい。この内側筒状部５８は、径方向内側から見てステータ１２のコイル部２８を覆うように周方向の全体にわたって設けられている。なお、内側筒状部５８と対応する部分を周方向の一部分に設けてもよい。当該内側筒状部５８を有する遮蔽部材６０を含んで構成されたモータ５６によれば、ステータ１２における径方向内側の端部からの磁界を効果的に遮蔽することができる。

また、前述の第１実施形態〜第４実施形態に係るモータ１０、５２、５４、５６では、軸方向から見てステータ１２の全体を覆う円板部５０を有する遮蔽部材２０、６０を用い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６に示されるように、軸方向から見てステータ１２の一部分を覆う軸方向対向部としての半円板部６２を有する遮蔽部材６４を用いてモータを構成してもよい。当該構成では、検出部１８が配置される部分に半円板部６２が配置されるようにすればよい。

また、前述の第１実施形態〜第４実施形態に係るモータ１０、５２、５４、５６では、鋼板材を素材とする遮蔽部材２０、６０を用い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、ロータマグネット３８及びセンサマグネット１６を形成する材料である磁性粉末と樹脂材料との混合材を用いて遮蔽部材を形成してもよい。当該混合材を用いて遮蔽部材を形成することで、遮蔽部材の質量が増加することを抑制することができる。なお、当該混合材を用いて遮蔽部材を形成する場合においては、前述の着磁工程を行わなければよい。

また、前述の第１実施形態〜第４実施形態に係るモータ１０、５２、５４、５６は、インナロータタイプのブラシレスモータであるが、本発明は、アウタロータタイプのブラシレスモータ等の他のタイプのモータに適用することもできる。

さらに、前述の第１実施形態〜第４実施形態に係るモータ１０、５２、５４、５６では、ロータマグネット３８とセンサマグネット１６とを別体と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、ロータマグネット３８及びセンサマグネット１６に対応するロータマグネット部及びセンサマグネット部を有するリングマグネットを用いてモータ１０を構成してもよい。

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。

１０…モータ、１２…ステータ、１４…ロータ、１６…センサマグネット（センサマグネット部）、１８…検出部、２０…遮蔽部材、３８…ロータマグネット（ロータマグネット部）、４４…支持部材、５０…円板部（軸方向対向部）、５２…モータ、５４…モータ、５６…モータ、５８…内側筒状部（径方向対向部）、６０…遮蔽部材、６２…半円板部（軸方向対向部）、６４…遮蔽部材

Claims (8)

1. 通電されることで磁界を発生させるステータと、
   前記ステータが発生する磁界を受けて回転するロータと、
   前記ロータと一体回転可能に設けられたセンサマグネット部と、
   前記センサマグネット部の磁束を検出する検出部と、
   前記ステータと前記検出部との間に設けられ、前記ステータが発生した磁界を遮蔽する遮蔽部材と、
   を備えたモータ。
2. 前記遮蔽部材は、前記ステータにおける前記検出部が配置された側の軸方向端部と軸方向に対向していると共に周方向の全周にわたって設けられた軸方向対向部を備えている請求項１記載のモータ。
3. 前記遮蔽部材は、前記ステータにおける前記検出部が配置された側の軸方向端部と軸方向に対向していると共に周方向の一部分に設けられた軸方向対向部を備えている請求項１記載のモータ。
4. 前記遮蔽部材は、磁性材料を用いて板状に形成されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のモータ。
5. 前記遮蔽部材は、磁性粉末と樹脂材料とを含んで構成された混合材を用いて形成されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のモータ。
6. 前記遮蔽部材は、前記ステータにおける前記ロータが配置された側の径方向端部と径方向に対向していると共に周方向にわたって設けられた径方向対向部を備えている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のモータ。
7. 前記ロータは、前記ステータと径方向に対向して配置されたロータマグネット部を備え、
   前記センサマグネット部の径方向への寸法が、前記ロータマグネット部の径方向への寸法よりも小さな寸法とされ、
   前記センサマグネット部と前記検出部とが、径方向又は軸方向に隣り合って配置されている請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のモータ。
8. 前記検出部は、支持部材に支持されており、
   前記支持部材は、前記遮蔽部材に支持されている請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のモータ。