JP6914443B2 - Motor and valve timing adjuster - Google Patents
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Description
この発明は、モータ、及びこのモータを用いたバルブタイミング調整装置に関するものである。 The present invention relates to a motor and a valve timing adjusting device using the motor.
従来、特許文献1に記載されているような、回路基板が一体化されたブラシレスモータが知られている。 Conventionally, a brushless motor in which a circuit board is integrated as described in Patent Document 1 is known.
特許文献1記載のブラシレスモータにおいて、ロータの支持構造は、ロータが固定された回転シャフトの両端を一対の軸受で支持する両持ち構造であった。そのため、回転シャフトの軸方向に沿って、一方の軸受、ロータ、及び他方の軸受がこの順に並び、ブラシレスモータが軸方向に長くなってしまった。また、回転シャフトの両端に軸受が存在することにより、径方向において軸受より外側に回路基板を配置せざるを得ず、ブラシレスモータが径方向に大きくなってしまった。 In the brushless motor described in Patent Document 1, the rotor support structure is a double-sided structure in which both ends of a rotary shaft to which the rotor is fixed are supported by a pair of bearings. Therefore, one bearing, the rotor, and the other bearing are arranged in this order along the axial direction of the rotating shaft, and the brushless motor becomes long in the axial direction. Further, since the bearings are present at both ends of the rotating shaft, the circuit board has to be arranged outside the bearing in the radial direction, and the brushless motor becomes large in the radial direction.
従来の回路基板一体型のモータは以上のように構成されているので、回転シャフトの軸方向及び径方向のサイズが大きいという課題があった。 Since the conventional circuit board-integrated motor is configured as described above, there is a problem that the size of the rotating shaft in the axial direction and the radial direction is large.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、回転シャフトの軸方向及び径方向のサイズが小さい、回路基板一体型のモータを実現することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to realize a circuit board-integrated motor in which the axial and radial sizes of the rotating shaft are small.
この発明に係るモータは、回転シャフトと、界磁用磁石、磁性体ヨーク、及びセンサ磁石を有し、回転シャフトと一体に回転するロータと、ロータの外周側に位置するステータと、回転シャフトを支持する軸受と、ステータ及び軸受を保持するハウジングと、回転シャフトを駆動させる駆動部とセンサ磁石の位置を検出する位置検出素子とを有し、回転シャフトの軸方向の一端側に位置する回路基板とを備え、ロータは、界磁用磁石及び磁性体ヨークの内周側、かつ、回転シャフトの軸方向における回路基板が配置された一端側とは反対側に凹部を有し、軸受、及びハウジングのうちの軸受を保持する部位である軸受保持部は、凹部内に位置するものである。ロータが有する界磁用磁石、磁性体ヨーク、及びセンサ磁石は、樹脂により一体化されており、センサ磁石は、界磁用磁石の極数の整数倍の数の極に磁化されている。 The motor according to the present invention has a rotary shaft, a field magnet, a magnetic material yoke, and a sensor magnet, and has a rotor that rotates integrally with the rotary shaft, a stator located on the outer peripheral side of the rotor, and a rotary shaft. A circuit board that has a bearing to support, a housing that holds the stator and bearings, a drive unit that drives the rotary shaft, and a position detection element that detects the position of the sensor magnet, and is located on one end side of the rotary shaft in the axial direction. The rotor has a recess on the inner peripheral side of the field magnet and the magnetic material yoke and on the side opposite to one end side on which the circuit board is arranged in the axial direction of the rotating shaft, and the bearing and the housing. The bearing holding portion, which is a portion for holding the bearing, is located in the recess. The field magnet, magnetic yoke, and sensor magnet of the rotor are integrated with a resin, and the sensor magnet is magnetized to an integral multiple of the number of poles of the field magnet.
この発明によれば、ロータは、界磁用磁石及び磁性体ヨークの内周側、かつ、回転シャフトの軸方向における回路基板が配置された一端側とは反対側に凹部を有し、軸受及びハウジングの軸受保持部は、凹部内に位置するようにしたので、回転シャフトの軸方向及び径方向のサイズが小さい、回路基板一体型のモータを実現できる。 According to the present invention, the rotor has a recess on the inner peripheral side of the field magnet and the magnetic material yoke and on the side opposite to one end side on which the circuit board is arranged in the axial direction of the rotating shaft, and has a bearing and a recess. Since the bearing holding portion of the housing is located in the recess, it is possible to realize a circuit board-integrated motor in which the size of the rotating shaft in the axial direction and the radial direction is small.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1Aは、実施の形態1に係るモータ10の構成例を示す断面図である。モータ10は、回転シャフト20と、回転シャフト20と一体に回転するロータ30と、ロータ30の外周側に位置するステータ40と、回転シャフト20を支持する軸受51と、軸受51及びステータ40を保持するハウジング50と、回路基板61を保持するホルダ60と、回路基板61を覆うカバー70とを含む。以下では、回転シャフト20の回路基板61側の一端側を反出力側と呼び、回転シャフト20の軸受51側の他端側を出力側と呼ぶ。Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, a mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1.
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a configuration example of the
回転シャフト20の反出力側には、ロータ30が固定される。回転シャフト20及びロータ30は、軸受51により回転が支持される。軸受51は、少なくとも1つ、好ましくは2つ以上設けられる。複数の軸受51は、回転シャフト20の軸方向に並べて配置される。図示例では、単列式の転がり軸受が2つ、回転シャフト20の出力側に、軸方向に並べて配置されている。また、回転シャフト20の軸受51より出力側には、シール部材53が設けられる。
The
ハウジング50は、底部を有する筒状の構造物である。ハウジング50の内周面には、ステータ40が固定される。ハウジング50の底部には、回転シャフト20の出力側を囲む形状の軸受保持部52が形成されており、この軸受保持部52は軸受51を保持する。ハウジング50の開口部側には、ホルダ60が固定される。
The
ロータ30は、界磁用磁石31と、界磁用磁石31が作る磁束の磁路を形成する磁性体ヨーク32と、後述するホールIC(Integrated Circuit)63に検出させるための磁束を発生するセンサ磁石33とを有する。例えば、電磁鋼板等の磁性を有する薄板が複数枚積層され、カシメ又は溶着等によって薄板同士が固着され、磁性体ヨーク32が構成される。界磁用磁石31の外周面には、界磁用磁石31の脱落、及び界磁用磁石31が損傷した場合の破片飛散等を防止するために、非磁性体の保護部材37が設けられる。また、ロータ30は、金属製のブッシュ34を介して回転シャフト20に固定される。
The
界磁用磁石31、磁性体ヨーク32、センサ磁石33、及びブッシュ34は、樹脂35により一体化される。界磁用磁石31、磁性体ヨーク32、センサ磁石33、及びブッシュ34と、樹脂35とは、インサート成形等により一体成形されてもよいし、界磁用磁石31、磁性体ヨーク32、センサ磁石33、又はブッシュ34のうちの一部の部品が樹脂35と一体成形された後に残りの部品が一体成形品に固着されてもよい。図1Aの構成例では、磁性体ヨーク32、センサ磁石33、及びブッシュ34と、樹脂35とが一体成形された後、接着剤等により界磁用磁石31が磁性体ヨーク32の外周面に固着される。このようにして形成されたロータ30のブッシュ34が、回転シャフト20に圧入されることにより、ロータ30が回転シャフト20に固定される。なお、高トルクに耐え得るロータ30を得るために、ブッシュ34の内周面にローレット等の回り止めが形成されてもよい。
The
なお、図1Aに示されるモータ10は、回転シャフト20とロータ30の樹脂35とが、ブッシュ34を介して固定される構成であったが、ブッシュ34を用いずに回転シャフト20とロータ30の樹脂35とが直接固定される構成であってもよい。図1Bは、実施の形態1に係るモータ10の変形例を示す断面図である。図1Bに示される構成では、例えば、回転シャフト20、界磁用磁石31、磁性体ヨーク32、及びセンサ磁石33と、樹脂35とが、一体成形される。
The
樹脂35により一体成形されたロータ30は、図1A及び図1Bに示されるように、磁性体ヨーク32の内周側、かつ、回転シャフト20の出力側に、略円筒状の凹部36を有する。この凹部36により回転シャフト20の外周側に形成される空洞内に、軸受51及び軸受保持部52が配置される。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
次に、モータ10の機能の説明を交えながら、ロータ30の複数の形態について説明する。
Next, a plurality of forms of the
図2は、実施の形態1に係るモータ10において、ロータ30及びステータ40の磁気構造に関わる構成部品を示す平面図である。図2は、ロータ30及びステータ40を、回転シャフト20の軸方向に見た状態である。なお、保護部材37等は図示を省略する。また、図2には、回路基板61と、回路基板61に実装された1つ以上のホールIC63とが、二点鎖線で示される。図2の例では、ステータ40は18ティースの構成であり、ロータ30は12極の構成である。
FIG. 2 is a plan view showing components related to the magnetic structure of the
ロータ30の外周側とステータ40の内周側との間には、所定の空隙が設けられる。ステータ40は、磁束を通すための磁性体コア41と、磁束を作るための電流を流す電機子コイル43と、磁性体コア41と電機子コイル43とを電気的に絶縁するためのボビン42とを有する。例えば、電磁鋼板等の磁性を有する薄板が複数枚積層され、カシメ又は溶接等によって薄板同士が固着され、磁性体コア41が構成される。ボビン42は、樹脂製の射出成形品である。なお、ボビン42は、磁性体コア41がインサート部品として設置された金型内で一体成形されてもよい。電機子コイル43は、磁性体コア41の各ティースに設けられた各ボビン42に集中巻きされたコイルであり、これらのコイルは、U相、V相、及びW相の三相を構成する。また、電機子コイル43の始端及び終端は、結線板44に搭載されたモータターミナル45と電気的に接合される。接合方法は、はんだ又はヒュージング等、いずれでもよい。
A predetermined gap is provided between the outer peripheral side of the
ロータ30のセンサ磁石33は、軸方向の長さが短い円筒形状であり、例えば、フェライト焼結磁石、希土類ボンド磁石、又は希土類焼結磁石である。センサ磁石33は、界磁用磁石31の極数と同数又はその整数倍の数の極に磁化される。また、センサ磁石33と界磁用磁石31との極位置の位相は、回路基板61に設けられた駆動部64の制御ロジックによって調整可能であるため、任意でよい。図2の例では、センサ磁石33の極位置と界磁用磁石31の極位置は同じになっている。
The
ロータ30の界磁用磁石31は、極数と同数の断面円弧状の磁石群で形成され、断面円弧状の磁石のそれぞれは、磁性体ヨーク32の外周面、かつ、突起部38の間に配置される。上述のように、断面円弧状の磁石のそれぞれは、磁性体ヨーク32の外周面に、接着剤等により固着される。図2に示される形態のロータ30は、いわゆる表面配置型(Surface Permanent Magnet:SPM)である。
The
ここで、界磁用磁石31と磁性体ヨーク32の構成については、図2とは異なる構成例もあるので説明する。
図3Aは、実施の形態1に係るモータ10の変形例であり、表面配置型のロータ30の磁気構造に関わる構成部品を示す平面図である。保護部材37は、図示を省略する。図3Aに示されるロータ30は、図2に示されるロータ30と同様に、磁性体ヨーク32の外周面に界磁用磁石31が配置された表面配置型である。ただし、図2では界磁用磁石31がセグメント状であるのに対し、図3Aでは界磁用磁石31が1つのリング磁石である点で異なる。Here, the configuration of the
FIG. 3A is a modified example of the
図2及び図3Aに示されるような表面配置型のロータ30には、以下の利点がある。
界磁用磁石31がロータ30の最外周に位置するので界磁用磁石31の表面積が大きくなり、発生する磁束量が増えるので、高トルクを得やすい。
また、界磁用磁石31がステータ40と直接対向するので、磁束がステータ40に鎖交しやすく、高トルクを得やすい。The surface-mounted
Since the
Further, since the
図3Bは、実施の形態1に係るモータ10の変形例であり、埋め込み配置型のロータ30の磁気構造に関わる構成部品を示す平面図である。図3Bに示されるロータ30は、磁性体ヨーク32に複数の孔39が形成される。各孔39には、平板状の界磁用磁石31が埋め込まれる。図3Bに示される形態のロータ30は、いわゆる埋め込み配置型(Interior Permanent Magnet:IPM)である。
FIG. 3B is a modified example of the
図3Bの例では、1磁極につき2つの界磁用磁石31が、V字型に配置されているが、界磁用磁石31の個数は、磁極数と同数又はその整数倍のいずれでもよい。また、図3Bの例では、界磁用磁石31の形状は平板状であるが、断面円弧状又は半円筒状等の形状でもよい。また、図3Bの例では、ロータ30内での磁束の短絡を防ぐために、孔39の両端部にフラックスバリア39aが形成されている。このフラックスバリア39aは、磁気抵抗を上げるための孔である。図示は省略するが、フラックスバリア39aのない、単なる孔39であってもよい。
In the example of FIG. 3B, two
図3Bに示されるような埋め込み配置型のロータ30には、以下の利点がある。
表面配置型の場合、ロータ30を高速回転させる用途においては、界磁用磁石31の外周側に、図1に示されるような保護部材37を設ける必要があるが、埋め込み配置型の場合、保護部材37が不要であるため部品点数を削減できる。
また、磁性体ヨーク32の磁気抵抗に着目すると、ロータ30の回転位置に応じて、孔39の有無による磁気抵抗の変動が生じる。そうすると、回路基板61の駆動部64が適切な位相でステータ40の電機子コイル43に電流を流したときに、界磁用磁石31との作用により生じるマグネットトルクのみならず、磁気抵抗の変動、即ち突極性を利用したリラクタンストルクも発生し、高トルクを得やすい。The embedded
In the case of the surface arrangement type, in the application of rotating the
Focusing on the magnetic resistance of the
このように、ロータ30を構成する界磁用磁石31と磁性体ヨーク32については複数の形態があり、モータ10の運転環境及びモータ10が動作させる対象の負荷等に応じて、適宜形態を選べばよい。
As described above, the
次に、回路基板61と、回路基板61を保持するホルダ60に関して説明する。
図4は、実施の形態1に係るモータ10において、回路基板61及びホルダ60の構成例を示す分解斜視図である。図5は、実施の形態1のホルダ60における基板ターミナル62の設置例を示す平面図である。Next, the
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a configuration example of the
回路基板61は、ホールIC63及び駆動部64を有する。また、回路基板61には、モータターミナル45が電気的に接合にされる。具体的には、回路基板61上に設けられたスルーホールにモータターミナル45が貫通し、貫通部分がはんだ等で接合される。
The
ホールIC63は、ロータ30のセンサ磁石33の磁束を検出することによって、ロータ30の回転位置を検出する位置検出素子である。ロータ30のセンサ磁石33と、回路基板61に実装されたホールIC63との位置関係は、図2に示される。駆動部64は、モータターミナル45を通じて電機子コイル43のU相、V相、及びW相への通電を切り替えるスイッチング素子等を有する。
The
回路基板61は、樹脂により構成されるホルダ60に設置され、固定される。固定方法は、ねじ66による締結でもよいし、溶着等でもよい。また、回路基板61は、モータ10の外部にある不図示のモータ制御装置と、電源、通信、及びグラウンド等を接合する必要があり、これらの役割は、ホルダ60に設けられたコネクタ部65及び複数の基板ターミナル62が担う。即ち、図5に示されるように、各基板ターミナル62の一端は、回路基板61上に設けられたスルーホールを貫通してはんだ等で接合され、他端はコネクタ部65に露出する。これらの基板ターミナル62は、ホルダ60にインサート成形されることが望ましい。インサート成形により、モータ10を組み立てる際の部品点数を削減できると共に、回路基板61と基板ターミナル62との接合を容易に行うことができる。
The
また、ホルダ60には、回路基板61上に実装しにくい大型の部品が搭載されてもよい。図4の例では、ノイズフィルタを構成するコンデンサ68及びコイル69が、回路基板61ではなくホルダ60に搭載される。コンデンサ68及びコイル69は、基板ターミナル62により、回路基板61に電気的に接合される。
Further, the
以上のように、実施の形態1に係るモータ10は、回転シャフト20と、回転シャフト20と一体に回転するロータ30と、ロータ30の外周側に位置するステータ40と、回転シャフト20を支持する軸受51と、ステータ40及び軸受51を保持するハウジング50と、回転シャフト20の軸方向の一端側に位置する回路基板61とを備える。ロータ30は、界磁用磁石31及び磁性体ヨーク32の内周側、かつ、回転シャフト20の軸方向における回路基板61が配置された一端側とは反対側に凹部36を有する。軸受51、及びハウジング50のうちの軸受51を保持する軸受保持部52は、凹部36内に位置する。軸受51が回転シャフト20を片持ち支持し、かつ、凹部36内に配置されることにより、回転シャフト20の軸方向及び径方向のサイズが小さい、回路基板61が一体のモータ10を実現できる。
As described above, the
また、回転シャフト20が片持ち支持されることにより、回転シャフト20の反出力側に配置される回路基板61のサイズ及びレイアウトの自由度を高めることができる。例えば、回路基板61を回転シャフト20の軸方向の真上に配置した場合、ホールIC63を回転シャフト20の近くに配置することができるので、センサ磁石33の直径を小さくすることができる。これにより、ロータ30を小型化及び軽量化できる。
Further, since the rotating
これに対し、特許文献1記載のブラシレスモータは、回転シャフトの両端部に軸受が配置されるため、ホールICは回転シャフトから離れた位置に配置せざるを得ない。その場合、センサ磁石の直径が大きくなり、ロータが大型化すると共に高コストになる。あるいは、ホールICにセンサ磁石の磁束を検出させるのではなく、ロータの界磁用磁石の磁束を検出させることによってロータの回転位置を検出させることも可能である。その場合、回路基板上のホールICに向かって界磁用磁石を延長させるか、ホールICを回路基板上ではなくロータとステータとの間の空隙に配置させる必要がある。前者では界磁用磁石及びロータが大型化し高コストになり、後者ではホールICを配置するための構造が複雑になってしまう。 On the other hand, in the brushless motor described in Patent Document 1, bearings are arranged at both ends of the rotating shaft, so that the Hall IC must be arranged at a position away from the rotating shaft. In that case, the diameter of the sensor magnet becomes large, the rotor becomes large, and the cost becomes high. Alternatively, it is also possible to detect the rotational position of the rotor by causing the Hall IC to detect the magnetic flux of the field magnet of the rotor instead of detecting the magnetic flux of the sensor magnet. In that case, it is necessary to extend the field magnet toward the Hall IC on the circuit board or to arrange the Hall IC in the gap between the rotor and the stator instead of on the circuit board. In the former case, the field magnet and the rotor become large and costly, and in the latter case, the structure for arranging the Hall IC becomes complicated.
また、実施の形態1によれば、ロータ30が有する界磁用磁石31、磁性体ヨーク32、及びセンサ磁石33は、樹脂35により一体化されている。これにより、ロータ30を軽量化できると共に、モータ10を組み立てる際の部品点数を削減できる。
Further, according to the first embodiment, the
また、実施の形態1に係るモータ10は、回転シャフト20に固定された金属製のブッシュ34を備える。そして、ロータ30が有する界磁用磁石31、磁性体ヨーク32、及びセンサ磁石33と、ブッシュ34とは、樹脂35により一体化されている。これにより、回転シャフト20にロータ30を圧入する際、ロータ30の樹脂35が割れることなく組み立てが可能となる。また、ブッシュ34の内周面にローレット等の回り止めを設けることで、高トルクに耐え得るロータ30を得ることができる。
Further, the
なお、図1Bに示されるように、回転シャフト20とロータ30とが、樹脂35により一体化されてもよい。この構成の場合、金属製のブッシュ34が不要となるため、モータ10を軽量化できると共に、部品点数が削減できる。
As shown in FIG. 1B, the
また、実施の形態1の軸受51は、少なくとも2つの転がり軸受である。これにより、回転シャフト20及びロータ30の耐振動性が向上する。
Further, the bearing 51 of the first embodiment is at least two rolling bearings. As a result, the vibration resistance of the
また、実施の形態1に係るモータ10は、ハウジング50における、回転シャフト20の反出力側に固定されたホルダ60を備える。また、回路基板61は、ホルダ60に固定され、ホールIC63は、回路基板61におけるセンサ磁石33と対向する面に配置される。この構成において、ホルダ60は、回路基板61を保持する機能、及び、回転するロータ30のセンサ磁石33に対して、ホールIC63の位置を決める機能を果たす。
Further, the
また、実施の形態1のホルダ60は、樹脂により形成され、樹脂内部に、回路基板61と電気的に接合する基板ターミナル62を有する。基板ターミナル62がホルダ60と一体に構成されることにより、モータ10を組み立てる際の部品点数を削減できると共に、回路基板61と基板ターミナル62との接合を容易に行うことができる。
Further, the
また、実施の形態1のホルダ60は、樹脂により形成されたコネクタ部65を有する。これにより、ホルダ60と基板ターミナル62とをインサート成形する際に、同時にコネクタ部65を成形できる。
Further, the
また、実施の形態1の界磁用磁石31は、磁性体ヨーク32に貼り付いている。ロータ30を表面配置型とすることにより、高トルクを得ることができる。
Further, the
なお、実施の形態1の界磁用磁石31は、磁性体ヨーク32に形成された孔39内に配置されていてもよい。ロータ30を埋め込み配置型とすることにより、保護部材37が不要となり、部品点数を削減できる。また、高トルクを得ることができる。
The
実施の形態2.
実施の形態2では、実施の形態1に係るモータ10を備えるバルブタイミング調整装置を例示する。バルブタイミング調整装置は、エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを調整する。Embodiment 2.
In the second embodiment, a valve timing adjusting device including the
図6は、実施の形態2に係るバルブタイミング調整装置1及びモータ10の構成例を示す断面図である。図7は、実施の形態2に係るバルブタイミング調整装置1を搭載したエンジンの概略図である。なお、図6及び図7において、図1A〜図5と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration example of the valve timing adjusting device 1 and the
バルブタイミング調整装置1は、入力シャフト100と、第一回転体110と、第二回転体120と、遊星ギヤ130とを備える。入力シャフト100は、モータ10の回転シャフト20が嵌合する嵌合部101を有し、モータ10のトルクを受けて回転する。第一回転体110は、ケース111、内歯ギヤ112、及びカバー113が一体化されて成る。第二回転体120は、出力ギヤ121を有し、センタボルト2によってカムシャフト3に締結される。第二回転体120は、ケース111の内周面に形成された滑り軸受部114により支持されており、第一回転体110に対して相対的に回転する。遊星ギヤ130は、内歯ギヤ112及び出力ギヤ121に噛合する。軸受102は、入力シャフト100と第一回転体110とを回転自在に支持する。軸受103は、入力シャフト100と第二回転体120とを回転自在に支持する。軸受104は、入力シャフト100と遊星ギヤ130とを回転自在に支持する。
The valve timing adjusting device 1 includes an
内歯ギヤ112、出力ギヤ121、及び遊星ギヤ130は、不思議遊星歯車機構として機能する減速機である。なお、バルブタイミング調整装置1に用いられる減速機は、図6に示される不思議遊星歯車機構に限定されるものではなく、ハイポサイクロイド減速機等であってもよい。
The
回転シャフト20の回転に伴って入力シャフト100が時計回りに回転した場合、遊星ギヤ130は、回転シャフト20の回転軸から偏心した偏心軸に対して自転をしながら、回転シャフト20の回転軸の周りを反時計回りに公転する、遊星運動を行う。一方、出力ギヤ121は、第一回転体110に対して回転自在に支持されているため、遊星ギヤ130の公転運動の反力を受けて時計回りに回転する。この出力ギヤ121は、出力ギヤ121と内歯ギヤ112との歯数の差分に相当する角度だけ、時計回りに回転することにより、入力シャフト100に入力されたトルクを増幅して出力する。
When the
図7に示されるように、バルブタイミング調整装置1の第一回転体110の外周面及びクランクシャフト4の外周面に、環状のチェーン5が巻き掛けられる。クランクシャフト4の回転運動は、チェーン5を介してバルブタイミング調整装置1の第一回転体110に伝達され、第一回転体110を回転させる。第二回転体120は、第一回転体110に対して相対回転位置を保ちつつ回転する。カムシャフト3は、第二回転体120と一体に回転する。
As shown in FIG. 7, the
モータ10は、図示しないモータ制御装置により回転制御されることによって、回転シャフト20に嵌合した入力シャフト100を回転させる。モータ10による入力シャフト100の回転に応じて、第一回転体110と第二回転体120との相対回転位置が調整される。
The
モータ10は、バルブタイミング調整装置1に進角動作をさせる場合、第一回転体110の回転数より大きな回転数で入力シャフト100を回転させる。このとき、上記不思議遊星歯車機構の動作原理により、第二回転体120が第一回転体110に対して相対的に進角方向へ回転移動する。
When the valve timing adjusting device 1 is advanced, the
モータ10は、バルブタイミング調整装置1に遅角動作をさせる場合、第一回転体110の回転数より小さい回転数で、又は第一回転体110の回転方向とは逆方向に、入力シャフト100を回転させる。このとき、上記不思議遊星歯車機構の動作原理により、第二回転体120が第一回転体110に対して相対的に遅角方向へ回転移動する。
When the valve timing adjusting device 1 is made to perform a retarded operation, the
なお、モータ10が、第一回転体110の回転数と同じ回転数で入力シャフト100を回転させた場合、第二回転体120と第一回転体110との相対回転位置が保たれる。
When the
以上のように、実施の形態2に係るバルブタイミング調整装置1は、実施の形態1に係るモータ10を駆動用として用いる構成である。小型のモータ10を用いることにより、バルブタイミング調整装置1も小型化できる。バルブタイミング調整装置1が小型になることにより、エンジン回りのレイアウト性が向上する。
As described above, the valve timing adjusting device 1 according to the second embodiment has a configuration in which the
また、実施の形態2に係るバルブタイミング調整装置1は、モータ10の回転シャフト20に連結された、内歯ギヤ112、出力ギヤ121、及び遊星ギヤ130から成る減速機を備える。減速機がモータ10のトルクを増幅するので、低トルクを出力するモータ10、即ち小型のモータ10を使用できる。
Further, the valve timing adjusting device 1 according to the second embodiment includes a speed reducer including an
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、又は各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 It should be noted that, within the scope of the present invention, it is possible to freely combine each embodiment, modify any component of each embodiment, or omit any component of each embodiment.
この発明に係るモータは、小型化及び軽量化が可能であるので、車両に搭載されるバルブタイミング調整装置等に用いるのに適している。 Since the motor according to the present invention can be miniaturized and lightened, it is suitable for use in a valve timing adjusting device or the like mounted on a vehicle.
1 バルブタイミング調整装置、2 センタボルト、3 カムシャフト、4 クランクシャフト、5 チェーン、10 モータ、20 回転シャフト、30 ロータ、31 界磁用磁石、32 磁性体ヨーク、33 センサ磁石、34 ブッシュ、35 樹脂、36 凹部、37 保護部材、38 突起部、39 孔、39a フラックスバリア、40 ステータ、41 磁性体コア、42 ボビン、43 電機子コイル、44 結線板、45 モータターミナル、50 ハウジング、51 軸受、52 軸受保持部、53 シール部材、60 ホルダ、61 回路基板、62 基板ターミナル、63 ホールIC(位置検出素子)、64 駆動部、65 コネクタ部、66 ねじ、68 コンデンサ、69 コイル、70 カバー、100 入力シャフト、101 嵌合部、102,103,104 軸受、110 第一回転体、111 ケース、112 内歯ギヤ(減速機)、113 カバー、114 滑り軸受部、120 第二回転体、121 出力ギヤ(減速機)、130 遊星ギヤ(減速機)。 1 Valve timing adjuster, 2 Center bolt, 3 Cam shaft, 4 Crank shaft, 5 Chain, 10 Motor, 20 Rotating shaft, 30 Rotor, 31 Field magnet, 32 Magnetic yoke, 33 Sensor magnet, 34 Bush, 35 Resin, 36 recesses, 37 protective members, 38 protrusions, 39 holes, 39a flux barrier, 40 stators, 41 magnetic cores, 42 bobbins, 43 armature coils, 44 connection plates, 45 motor terminals, 50 housings, 51 bearings, 52 Bearing holder, 53 Seal member, 60 holder, 61 Circuit board, 62 Board terminal, 63 hole IC (position detection element), 64 Drive part, 65 Connector part, 66 screw, 68 condenser, 69 coil, 70 cover, 100 Input shaft, 101 mating part, 102, 103, 104 bearing, 110 first rotating body, 111 case, 112 internal tooth gear (reducer), 113 cover, 114 sliding bearing part, 120 second rotating body, 121 output gear (Reducer), 130 planetary gear (reducer).
Claims (11)
界磁用磁石、磁性体ヨーク、及びセンサ磁石を有し、前記回転シャフトと一体に回転するロータと、
前記ロータの外周側に位置するステータと、
前記回転シャフトを支持する軸受と、
前記ステータ及び前記軸受を保持するハウジングと、
前記回転シャフトを駆動させる駆動部と前記センサ磁石の位置を検出する位置検出素子とを有し、前記回転シャフトの軸方向の一端側に位置する回路基板とを備え、
前記ロータは、前記界磁用磁石及び前記磁性体ヨークの内周側、かつ、前記回転シャフトの軸方向における前記回路基板が配置された前記一端側とは反対側に凹部を有し、
前記軸受、及び前記ハウジングのうちの前記軸受を保持する部位である軸受保持部は、前記凹部内に位置し、
前記ロータが有する前記界磁用磁石、前記磁性体ヨーク、及び前記センサ磁石は、樹脂により一体化されており、
前記センサ磁石は、前記界磁用磁石の極数の整数倍の数の極に磁化されていることを特徴とするモータ。 Rotating shaft and
A rotor having a field magnet, a magnetic material yoke, and a sensor magnet and rotating integrally with the rotating shaft.
A stator located on the outer peripheral side of the rotor and
Bearings that support the rotating shaft and
A housing that holds the stator and bearings,
It has a drive unit for driving the rotary shaft and a position detection element for detecting the position of the sensor magnet, and includes a circuit board located on one end side in the axial direction of the rotary shaft.
The rotor has a recess on the inner peripheral side of the field magnet and the magnetic material yoke, and on the side opposite to one end side on which the circuit board is arranged in the axial direction of the rotating shaft.
The bearing and the bearing holding portion, which is a portion of the housing that holds the bearing, are located in the recess.
The field magnet, the magnetic material yoke, and the sensor magnet included in the rotor are integrated with a resin.
The sensor magnet is a motor characterized in that it is magnetized to a number of poles that is an integral multiple of the number of poles of the field magnet.
前記ロータが有する前記界磁用磁石、前記磁性体ヨーク、及び前記センサ磁石と、前記ブッシュとは、樹脂により一体化されていることを特徴とする請求項1記載のモータ。 With a metal bush fixed to the rotating shaft
The motor according to claim 1, wherein the field magnet, the magnetic material yoke, the sensor magnet, and the bush included in the rotor are integrated with a resin.
前記回路基板は、前記ホルダに固定され、前記位置検出素子は、前記回路基板における前記センサ磁石と対向する面に配置されていることを特徴とする請求項1記載のモータ。 The housing includes a holder fixed to the one end side in the axial direction of the rotating shaft.
The motor according to claim 1, wherein the circuit board is fixed to the holder, and the position detection element is arranged on a surface of the circuit board facing the sensor magnet.
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